冬天一到，電動車又成你爹了
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發布 : 03-27
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出品 | 虎嗅汽車組作者 | 王笑漁編輯 | 周到頭圖 |Teslarati這個冬天，瑞士的“電動爹”很可能要被禁止上路了。事情是這樣的。據《每日電訊報》報道稱，瑞士官員已經起草了一項限制電力使用的提案，以防該國出現能源短缺。其中一項關于電動汽車的禁令稱，“私人使用電動汽車只允許用于絕對必要的旅行（例如，上班、購物、看病等）”——俗稱，“非必要”不開電動車。不過，瑞士的這項“電動汽車禁令”還處于草案階段。即便是冬天的電力短缺加劇，該禁令也會分為四個階段執行，只有到了第三個階段才會觸發“禁止電動汽車”的條款。但瑞士的這一擔憂并非無中生有，因為電動車的冬季續航普遍打五折，去充電的次數也就更加頻繁，最終可能加劇電力短缺。更殘酷的事實是，半數的新款電動汽車，在冬季的續航里程不止打五折。前段時間，懂車帝拉了60臺今年上市的熱門新能源汽車，到內蒙古牙克石和根河進行冬季續航測試。測試結果顯示，在-15℃的條件下，這一批新能源汽車的平均續航達成率為48.5%。所謂的續航達成率，是把“實際行駛的續航里程”與“官方標稱的續航里程”相除。最終得到的續航達成率越高，則說明車輛的續航里程精準。而如果續航達成率越低，說明它的“虛標情況”越嚴重。比如豐田bZ4X，在這次冬季測試中，僅得到了37%的續航達成率。官方續航里程為560公里，但實際的低溫續航卻僅有208.6公里，直接打了“骨折”。冬季續航打折還只是第一步，車門無法打開、車輛無法啟動、玻璃被凍碎、空懸出故障...都在這次冬季測試中被暴露無疑。所以，奉勸各位北方地區，尤其是東北地區的車主們，冬天“非不要”不開電動車。冬季續航，現在流行打四折每到冬天，很多電動車主都有這樣的疑惑：“為什么表顯續航里程500公里，實際卻只能開250？”這里需要給大家理清一個現實是，只要是用鋰電池的電動汽車，那么它的冬季續航就必定會打折扣。具體原因，還得從電池材料構成說起。業內主流的動力電池路線有兩種：三元鋰和磷酸鐵鋰。它們的正極材料一般為三元（NCM/NCA）、磷酸鐵鋰（LFP），而負極為石墨（Graphite）。充電時，鋰離子從正極晶格出來，穿過電解液隔膜到負極，嵌入石墨層間。而放電的過程，是從石墨負極層間里出來，再回到正極晶格。磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池內部的放電過程（圖源：Materials insights into low-temperature performances of lithium-ion batteries）別看這一顆小小的電池，這可是一個復雜的電化學系統，其中包括了固體材料：正極材料、負極材料，纖維隔膜等；以及液體材料：有機電解液（包含鋰鹽，溶劑及其他添加劑）等。無論是材料，還是反應過程，都會受到低溫的影響——固體材料的“熱脹冷縮”、液體材料在低溫下黏度增大甚至凝固、帶電粒子的傳質過程和電化學反應的速度降低。在不同的溫度下，城市和高速公路駕駛的續航航范圍（作為為UDDS-Urban Dynamometer Driving Schedule城市道路循環工況、右圖為SFTP US06-激烈駕駛工況）尤其是在低溫環境下，電解液變粘稠，這時候負責放電的鋰離子就難以穿過，那么放電效果就會“大打折扣”，而同時鋰離子的活性也會降低，自己“懶得動”。最終出現的結果就是，實際可行駛的續航里程，遠遠低于官方標定的續航里程。比如，在懂車帝2022冬季測試中的低溫續航測試環節中，大批的純電車型半路趴窩，遠不及官方續航里程。要知道，這次的測試路段距離并不遠，從牙克石到根河只有341公里的路程，而且行駛速度不快，只開到50公里每小時的平均車速（車輛全部換裝雪地胎）。這次測試中，唯一對續航里程影響比較大的因素，就是溫度——測試氣溫為零下15到零下10攝氏度。首先是登場的是豐田bZ4X。官方標定的560公里續航里程，豐田bZ4X只跑了208.6公里之后就“趴窩”了，折算后的續航達成率僅為37%。這一成績，甚至都不如三款微型電動車奇瑞QQ冰淇淋（續航達成率38%）、長安Lumin（44%）、五菱宏光MINI EV（47%）。緊隨其后的，是同為合資品牌純電車型的日產ARIYA。官方標定續航里程為533公里，在跑了249.7公里之后日產也“趴窩”了，折算后的續航達成率為46%。真可謂是傳統車企一發力，結果卻是臉著地。經過低溫續航測試，我們會發現：現階段，增加電池容量依舊是提升續航最有效的方式。因為續航前十名車型中，有8臺車的電池容量超過80kWh。實際續航超過300公里的車型中，有73%的車型電池容量都超過80kWh。比如，在頭部選手中，比亞迪漢EV 610KM四驅尊享型，用85.4kWh的電池包跑出366.3公里的實際續航，續航達成率為60%；而蔚來ET7 100kWh首發版，用100kWh的電池包跑出了375.7公里的實際續航里程，續航達成率為55%。比續航達成率，比亞迪是第一名，但比續航里程，蔚來卻是第一名?？傊褪谴罅Τ銎孥E，反正冬季續航都要打折，電池越大，打折后續航也就越長。冬季能耗，偷走了你的續航電動車和燃油車一樣，在冬季的能耗都會比夏季要高。在低溫下，燃油車的發動機熱效率會下降，從而導致噴油量增加。以及，開暖氣啟動壓縮機等等原因也會導致油耗增加。但油車的好處是，燃油車的發動機產生的余熱可以用于車艙內供暖，總整體能源使用效率上做到提升。況且，燃油車可以輕松地找到周邊的加油站，但電動車并不是隨時都可以完成能源補給。所以，電動車更需要注重車輛的能源使用效率——換成人話說，就是省電。比如，豐田bZ4X跑出了32kWh/100km的電耗，就屬于相當費電的那種。以這款車電池包容量66.7kWh計算，這樣的冬季能耗只夠它跑200多公里，與官方標定的560公里續航里程相去甚遠。更令人匪夷所思的是，豐田bZ4X四驅版的前/后80kW的小電機，本應該是起到“省電”的作用。豐田bZ4X其實，純電動車的冬季能耗，除了驅動電機這項最基本的能耗之外，電池制熱和車內制暖這兩項，也占到了整車能量消耗的一半以上。而bZ4X的電池低溫問題，早就有媒體爆料。根據此前的媒體報道，bZ4X在嚴寒環境下，電池管理系統會出錯，導致無法充電。消息指出，這有可能是因為電源溫控機構的設計問題，因為加溫功率不足以滿足電池在寒冷溫度下的工作溫度需求，導致故障。在低溫續航上，真正拉開差距的是熱管理系統。因為，動力電池比較舒適的工作溫度區間為10到45℃。所以在低溫環境下行駛時，熱管理系統需要先給電池進行加熱，以保證動力電池工作在合適的溫度區間。同樣的，在低溫環境下充電時，也需要先給電池預熱。當電池溫度達到25度以上之后，才能進行大功率快充。比如，鋰電池在0℃以下充電容易產生析鋰現象，引起不可逆的損傷和安全問題——長期以往，可能會誘發短路、自燃。豐田bZ4X的問題，大概率是過于重視電池加熱了。每個電池單體的下方，豐田都設計有電池電加熱裝置，主要為了通過溫度的控制，來抑制電池的老化。因為豐田bZ4X的產品理念，就是“10年后電池容量保持率90%”。但這給用戶造成的困擾就是，冬季電耗奇高無比，而且充電速度奇慢無比。在低溫充電測試環節中，豐田bZ4X插上了120kW的大功率快充充電，但卻需要423分鐘（約7個小時）的時間才能充滿。其中，從80%充到99%，豐田bZ4X更是需要耗費5個多小時。而且這還不是偶然現象，在冬測期間7次充電都有發生類似的“充電巨慢”情況。為了實現溫控，大多數純電車型都采用了熱泵空調+PTC的方式。PTC俗稱正溫度系數熱敏電阻，隨著溫度的升高電阻也升高，可恒溫發熱。其優點是成本低、結構簡單、出熱快、受外界環境影響小，但缺點是費電。隨著外界溫度降低，PTC的電阻值隨之減小，電流通過電阻產生熱量，其制熱能效比最大值不超過1，也就是說1kW電量最多可產生1kW熱量。熱泵空調，則是利用蒸發吸熱，液化放熱的熱?學原理，在乘客艙、電池、電機之間完成熱量的轉移。與PTC加熱不同，PTC是實實在在的能量的產生過程，能效比大約在0.95，需損耗非常多的電能；而熱泵制熱方案是以冷媒為介質的熱傳遞的過程，是能量的搬運，最高能效比可以達到2，也就意味著同樣的熱量需求，熱泵制熱方案相比于傳統的非熱泵制熱方案，電能損耗僅為一半。在冬季測試中，熱泵+PTC輔熱空調裝配率很高，共23款，占比達到了57.5%。但熱泵空調制熱能力兩極分化明顯，升溫至20°C以上的5款車型中，前4名都是熱泵空調系統，第五名為發動機/PTC制熱；在只能升溫至10°C以內的7款車中，4款車配備熱泵空調。但問題在于如果溫度過低，熱泵空調可能也會罷工。比如在零下十幾度的環境中，車外溫度較低的同時，空氣中含有較多水分。這種極端條件下，空氣中的水分會在車外表面結霜，結霜后導致換熱裝置很難再從外界環境有效地吸收熱量，也就導致熱泵空調無法繼續工作。所以，一般環境溫度低至-10℃的時候，仍需要靠PTC加熱來維持溫度。如果是升溫效果不好的車型，多半是低溫高寒的標定出了問題。 畢竟，如果熱泵空調沒有PTC精妙的配合，也是很難在零下十幾度的低溫中，為座艙和電池提供較高制熱效果。比亞迪e3.0平臺的集成熱管理系統面對零下十幾度的低溫，目前只有比亞迪表示沒壓力——比亞迪漢EV在低溫續航達成率排名第一，比亞迪海豹的低溫充電時間排名第一。從技術層面來看，比亞迪的e平臺 3.0全面取消了耗能最大的PTC控制模組后，駕駛艙制暖預熱交給熱泵電動空調系統以及來自電驅+電控系統的余熱，動力電池低溫需求則由熱泵電空調支持。這即解決了車內采暖和電池加熱的問題，又解決的能耗的問題。這也就是為什么，雖然比亞迪的車型都搭載了“畏寒”的磷酸鐵鋰電池，但相比眾多的三元鋰電池的車型依舊能夠實現較好的冬季續航表現。提升電池容量、降低電耗，才是解開冬季續航里程大打折扣的兩個核心要點。電動爹，停著也出問題出遠門也不行，不出門也不行，這完美地詮釋了“電動爹”三個字。在懂車帝2022冬季測試中，集中爆發的可靠性問題，有兩大類：小電瓶虧電、車門凍壞了。比如，理想L9運輸到牙克石的第一天就出現了無法啟動的情況，也是本次測試中500萬以內第一個打不著的車，而原因就是小電瓶沒電了。同樣的情況也出現在比亞迪元Plus和海豚身上，也是因為小電瓶虧電，車輛無法正常啟動。測試中，共有6臺車出現小電瓶虧電需要搭電的問題。理想L9通常來說，12V低壓電池負責車輛的啟動、解鎖、燈光、各類儀表屏等低壓電器的供電。傳統燃油車的低壓用電，一般都是來自于鉛酸電池。然而，有些新能源汽車的低壓電池，換上了能量密度更高的磷酸鐵鋰電池。但也正是因為磷酸鐵鋰電池在低溫下活性差，導致了小電瓶出現虧電的情況出現。因為磷酸鐵鋰電池在0°C環境下容量保持率約60-70%，零下10°C時衰減到40-55%，零下20°C只剩下20-40%。而常見的鉛酸汽車電瓶的工作溫度是在-30°C到60°C之間，品質比較優良的高節能環保鉛酸電池能到-40°C到70°C之間，在低溫下的性能是要優于磷酸鐵鋰的。所以，用磷酸鐵鋰作為小電瓶的新能源車型，在冬季用車時要做好搭電的準備。小電瓶被凍沒電，是很多燃油車也會出現的問題，已經不足為奇了。但因為溫度太低，導致車門無法關閉、門把手故障，那屬實是電動爹才有的風范。比如，小鵬G9，測試還沒開始，右后門就在板車上凍住了，無法正常打開車門。小鵬G9“遙遙領先”的問界M7，則在續航測試中出現了后車門關不上的情況。并且，問界M7在冰凍測試之后，主駕駛位的車門從外面也打不開了。問界M7還有，飛凡R7的隱藏式門把手，被凍得無法收回。據統計，本次冬季測試中共有5臺車出現了門把手故障，均是隱藏式門把手。除了門被凍壞，還有車把后視鏡玻璃給凍掉了的。比如歐拉閃電貓，后視鏡內部的膠被凍硬了，膠完成失效了，后視鏡面僅靠線束來固定。問題可能還是出在耐候性上，如果多做兩輪冬季測試，想必不會在量產車型上犯如此低級的錯誤。歐拉閃電貓而小鵬G9在車門打不開之后，在測試中又出現了空氣懸架的故障。此次冬測共有3款車空氣懸架出現故障，行駛后恢復。冬測配備空氣懸架的車型共有7款，出問題的概率42.8%?！靶※iG9是不是沒把高寒測試做完呢？”懂車帝冬季測試主持人東門健男在視頻中發問。在他看來，整體上最近一年上市的新車問題比較多，在冬季測試中也會出現各種各樣奇怪的小問題或者大問題。相比而言，上市時間久一些的車型反倒是問題少了很多。比如小鵬P7和P5，就沒有小鵬G9這么多故障，就成熟了不少。低溫，是電動車的最大的天敵。冬季續航打五折，仍是目前行業的常態。但是，每一家企業解決低溫問題的路徑不同，有的選擇加大電池容量，有的選擇優化熱管理系統。殊途同歸，大家都是想讓電動車在低溫環境下盡量地跑遠一點、問題少一點。從冬測結果看，今年續航達成率平均值48.5%，超過了去年的平均值46.8%。這說明今年新上市的純電車型，在冬季續航能力方面有一定的進步。其中，國產品牌的續航達成率達到了49.1%，遠超合資品牌45.8%。這說明，國產新能源汽車在三電能力上，依舊處于領先和引領的地位。只不過，在低溫可靠性方面，國產新能源汽車依舊沒有忘本——大毛病沒有，小毛病不斷。如果你不會給小電瓶搭電、不會徒手破冰開車門，那么在北方的冬天里，還是“非必要”不開著電動車吧。本內容為作者獨立觀點，不代表虎嗅立場。未經允許不得轉載，授權事宜請聯系 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