谁掀开了电动车的遮羞布
所以LFP拥有相比于三元锂电池安全性更高、循环寿命更长、高温环境下性能更好、造价低的优点,使得非常适合公交车、市政车辆等纯电动车型。并且由于公交车体积庞大,并不在乎磷酸铁锂电池的低能量密度,可以利用装载体积庞大的电池包,并且公交车行驶卢路线相对固定且不会很长,所以续航数的波动影响也不大。 但是对于乘用车而言,磷酸铁锂电池的这些缺点是“不可接受”的,所以长久以来都没有应用于乘用车。 不过,比亚迪通过改善LFP电池材料和“刀片电池”的电池包结构,提升了单电芯和电池包的能量密度,摆脱了“短续航”的诟病。但是关于其他LFP天生的缺点,尤其是LFP冬季续航表现时,比亚迪给出的解决办法却多少有些含糊:“材料的性能有所提升、配合热管理系统的加热,已经解决了该问题。” LFP材料的性能提升大概率没什么疑问,但是热管理系统的好坏就值得商榷了。 电池不背全部锅 目前所有量产纯电动车中,采用的锂电池无外乎NCA(镍钴铝三元锂电池)、NCM(镍钴锰三元锂电池)、LFP(磷酸铁锂电池)这三种,但无论是哪种锂电池,其实都会受到低温的影响,只不过相比于三元锂电池,LFP天生受影响程度较大罢了。 因为目前大部分锂电池,不仅正极材料会产生影响,低温也会影响负极材料和电解液,低温会导致电解液粘稠致使锂电池内阻增加,以及负极材料极化严重致使锂离子沉积、镀膜现象等,导致可用容量下降,放电速率下降(性能)。 也就是说在不加任何外部辅助设备情况下,原生状态下任何锂电池都会随着低温降低可用容量,即减少续航。 所以各家厂商都会在电池包结构中加入热管理系统。 低气温下,利用空调系统的制热系统,通过消耗电能对电池进行升温,一方面恢复电池充放电性能,另一方面防止低温对电池造成不可逆的伤害。 恰恰问题就在这,低气温下,除了电池需要加热之外,车内的乘员同样也需要热风系统,而这就是进一步缩短续航里程的元凶。 目前国内大部分纯电动车的制热系统都是PTC加热,能效比为1,以3000W的功率考虑,那么满功率开启热风一个小时,即消耗3kWh电量,这对于百公里仅需不到20kWh的纯电动车而言,无疑是“奢侈消费”。 当然也有一些纯电动车,例如日产Leaf、现代Kona、特斯拉Model Y等车型采用了热泵系统,0度以上能效比为3左右,基本能节省2/3左右的加热能耗,不过就是当温度将至零下20度以下时,热泵能效比也就降至1了,与PTC并无差距。 不过各家的热管理系统存在诸多差异(PTC制热与热泵制热系统区别,热管理合理性和效率等),最终导致的节省程度不同。 比如利用电机、电路板等多个热源进行统一管理,一方面给该需要降温的部分降温,另一方面将热量有效利用起来,传送给需要加热的电池或者驾驶舱。所以低温对能耗的影响,其本质上还是热管理系统的技术先进程度的高低。 (比如Model Y采用的“章鱼八通阀”就是将多个部分的热管理高度集成化,以实现极高的热量管理效率) 注:低温度下,纯电动车在刚启动时,由于电池需要加热、电机和电路板也还未产热,所以导致该阶段耗电量会很高,行驶一段后才会恢复正常电耗。例如同事的Model 3冬季短路途行驶的电耗甚至高于120km巡航的电耗。所以在EPA标准中,刚启动阶段的行驶工况电耗,会乘以0.33的权重计入。 电动车能耗之所以对制热系统如此敏感,是因为相比于燃油车来说,电动车所携带的能量着实有些少的可怜。一升汽油携带的能量相当于8.9kW·h,一辆普通的燃油车油箱大小约为60升左右,换算成电力约为534KW·h,而目前市场上纯电动车搭载的电池包一般在30kW·h到100kW·h之间,对比之下,燃油车携带的能源大概是纯电动车的5~18倍之间。 与此同时,燃油车使用能源的综合效率可能仅有20-30%左右,而电动车则有80%左右。即燃油车加热采用的是浪费掉的发动机热能,并不怎么影响油耗,倒是电动车的加热系统是实打实来自“用于行驶 ”的能源。由此导致了开启空调后,会对续航产生巨大影响。 举个例子,根据AAA测试报告结果显示,零下7度开暖风的续航情况,2018款宝马i3续航下降46%,2018款雪佛兰Bolt续航下降47%,2018日产凌风下降32%,2017款Model S续航下降38%;零下7度不开暖风情况下,四款车续航下降则分别为14%、10.4%、10.8%、11.1%。 注:上述四款车型中日产凌风和宝马i3搭载了热泵系统,其他两款均为PTC加热;另外上述四款均为三元锂电池。 足矣可见除了温度对电池本身性能影响外,热管理系统对续航影响程度之大。 也就意味着,低温情况下纯电动车的续航表现,电池化学材料本身的影响是一方面,整车的热管理系统的能效比是更重要的一方面。所以在目前电池技术的限制下,车辆在冬季的实际续航“缩水”情况除了看电池不同外,重点还要看各家在热管理系统中下的功夫。 因为无论采用什么电池,只要热管理能够将电池迅速恢复最佳工作温度,那么电池的表现是差距不大的。所以从技术角度上说,如果热管理系统做到足够好,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池,都能保证差不多的低温续航表现,不同车型之间的差距就在热管理系统上。 迷茫无助的消费者 其实厂商都知道磷酸铁锂电池的低温性能不佳,但就连马斯克也明确说了,之后基础款车型都会采用LFP电池,原因就是成本低。 成本降低就能使得售价更低,间接使得产品性价比提升,直接结果就是销量的增长。11月份新能源车辆销量前四名中,除了Model 3有磷酸铁锂和NCA两种版本之外,其他三个都是搭载的磷酸铁锂电池。 这不,就连小鹏G3的磷酸铁锂版本也通过了工信部认证,即将推出市场。 但问题是,广大消费者并非个个都是电动车专家,他们不明白不同电池、不同热管理系统对续航的影响程度,也不会懂为什么“标称续航”与实际续航之间存在不小的差距。 甚至哪怕在温度非常合适的情况下,消费者购买的电动车续航也与宣传续航之间也存着差距。 宣传续航数是根据不同地区的法律法规要求来测试的结果,即稍微细心的人会发现,完全相同的一款车型,在不同地区的续航各不相同。 (编辑:应用网_阳江站长网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |