對于電池活性解決方法并不是沒有,現在大多數廠家都會采用液冷系統對電池進行溫度控制,通過加熱保溫解決電池活性問題,這部分會消耗一些電量。
不過雪上加霜的是,在冬天電動車還面臨一個耗電大戶——暖氣,開啟暖氣后續航又將繼續大幅縮水,為了續航難道只能挨凍?
耗電大戶——暖風空調
對于駕駛燃油車的用戶來說,在冬天大多數情況下可以無需開啟空調壓縮機,因此使用暖風空調時相比冷風空調會更節省燃油。
深層次來說,這也是得益于燃油車的一大熱源——發動機,利用發動機在運轉過程中產生的高溫熱量,通過水暖系統使得加熱器芯升溫,最后通過鼓風機將加熱器芯上的熱量吹入車內。
當然它也存在缺點,就是發動機冷機啟動時,水溫的上升需要一定時間,所以每次啟動燃油車時,都需要大概5分鐘左右車內溫度才能提升。
對于純電動汽車而言,它的暖風空調不存在升溫過程,用起來更直接。不過電動機并不會像發動機那樣產生高溫熱量,也就缺少了一個關鍵的熱源,需要額外的加熱系統來維持車廂內的溫度。
目前市面上大多數中低端電動車的暖風熱源都是采用PTC元件,也就是電加熱的形式,高端一點的則采用耗電量稍低的熱泵空調系統。
最簡單的制暖——PTC元件
電動車上最常用的制暖方式就是采用PTC元件,它的原理并不復雜,和我們平常用的“熱得快”、電熱毯和電吹風一樣。都是通電電阻發熱,再通過鼓風機工作使空氣經過該元件,來達到加熱空氣的效果。
目前PTC暖風空調有兩種方案:風暖和水暖,風暖是冷風和PTC散熱片直接換熱,而水暖則是PTC加熱液體通過換熱器換熱。
水暖方式還可以利用一部分電機甚至是電池的散熱,而且熱量損失較小,所以現在水暖PTC加熱是PTC暖風空調的主流。
PTC元件的體積雖然不大但功率卻不小,這類PTC元件一般功率為3-5kW,連續工作一個小時就要消耗掉3-5kWh的電量,這就是為什么電動車開暖風之后那么費電的原因。
蔚來ES8續航短是眾所周知的,在冬季續航更是大幅減少,這是因為它配有兩套PTC加熱器,前排PTC功率為5.5kW,后排3.7kW。
配備兩套加熱器的原因則是為了增加前后分區空調的用戶體驗和制熱效果,這也就是蔚來ES8冬季使用空調制暖會導致續航里程大大降低的原因之一。
可以計算一下,假如一臺電動車滿電狀態有50kWh的電量,正常情況下續航里程可以達到400km以上。在冬天,如果連續駕車一小時,暖風也開了一小時,那么PTC空調在這段時間里就至少額外消耗了6%的電量,車輛的續航里程也就自然而然的被PTC消耗了部分。
也許有人會問,PTC功率就不能減小嘛,這還真不是隨便可以降低的,按照國家標準電動車需要在短時間內完成前擋風玻璃的除霜,功率太小也就無法在規定時間內除霜。
最省電的制暖——熱泵空調
相比PTC元件,熱泵空調要更節能一些。熱泵并不是一個全新概念,它本質上和我們常用的室內空調、冰箱是同樣原理,可以把“熱量從低溫處送往高溫處”,比如在夏天就是把室內的熱量搬向室外,而在冬天制熱時就把室外的熱量送到室內。
車上的熱泵空調同樣道理,它將車外的熱量“搬運”進車內,完成熱交換。
它的制熱過程并不復雜,直接從結構圖來解釋吧。在制熱模式下,從壓縮機出口排出的高溫高壓制冷劑氣體經單向閥、四通換向閥進入室內換熱器,與車內空氣進行熱交換以達到提升乘員艙內溫度的目的,冷凝為低溫高壓的制冷劑液體流經節流裝置進行節流降壓,節流后的氣液兩相制冷劑進入室外換熱器與室外空氣進行熱交換。
簡單來說,就是先將外部環境中的熱量吸進熱泵系統,熱量被壓縮并被加熱,再將熱量用來加熱車廂內的冷空氣使其升溫,最后將加熱后的空氣送入車內。
整個制熱過程中制熱系統不再依靠電能自發制造熱量,而是將車外的熱量搬進車內,功率比較低一般在1-2kW,所以它比電熱元件更加節能。
當然熱泵空調也存在缺點,當車外換熱器溫度與外界環境溫度接近時,車外換熱器就不能有效地從外界環境吸收熱量,熱交換效率也會下降;
除此之外,當車外溫度較低并且空氣中水汽較多時,空氣中的水分會在車外換熱器表面結霜,結霜后的車外換熱器吸收熱量吸收外界熱量有限,熱泵空調也就無法繼續提供制熱功能。所以一般熱泵空調在-10℃以下便無法正常工作,因此還得搭配PTC元件作為備用熱源使用。
目前已知的采用熱泵技術的純電動汽車有日產Leaf、奧迪e-tron、大眾e-Golf、捷豹I-PACE等,國內有榮威Ei5、榮威MARVEL X、Aion LX等等。
南北側重不一
我們國家幅員遼闊,氣候差異明顯,冬季一些在南方續航使用正常的電動車到了北方往往續航都不耐“造”了,這當中因為溫度低導致電池額外負荷增多是主要原因。
在冬季額外的設備用電量都是可以大概計算出來,例如在北方外界溫度比較低時,電池包還有一個加熱器,會自動加熱維持電池正常放電,這個加熱器功率更大,達到5-10kW。
部分具有座椅加熱和方向盤加熱的車型來說,它們的最大功率大概在1-2kW,同樣在影響續航。
在此基礎上,如果采用PTC暖風空調,它的功率達到3-5kW;采用熱泵空調則一般在1-2kW。
那么綜合算下來,一臺電池容量在50kWh的電動車,采用PTC空調行駛一小時大概會較少15%-20%的電量,熱泵空調行駛一小時會減少10%-15% 的電量。雖然兩者差距并不算太大,但是對于電動車來說能省點總歸是好事。
因此結果也顯而易見,如果你所在的地方冬季較長,并且對續航里程比較敏感,那么在選擇電動車時,就要看看它是否擁有熱泵技術。如果自己本身擁有比較好的充電條件,日常通勤距離不遠,那么選擇哪種都是可以的。
來源:皆電