推动电动汽车革命的新型汽车电池

（更多新能源行业资讯，尽在知乎“小明来电”，欢迎交流讨论~）搬运自：Study:Winter&ColdWeatherEVRangeLossin10,000+Cars(recurrentauto.com)电动汽车在低温下行驶里程较短吗？是的，我们分析的12款流行的电动汽车车型在冰冻条件下的平均续航里程为70.3%，但正如我们的图表所示，每种车型的表现各不相同。其他主要发现:热泵技术将电动汽车的续航里程延长到了-10℃以上，如果不是更冷的话，这对于生活在寒冷气候下的人们来说是一个关键的考虑因素。HyundaiKona继续超过环保局估计在许多驾驶条件。Audie-tron以在寒冷条件下下降最少的续航而成为冬季领导者。在正常的寒冷条件下，使用LFP电池的车辆不会比使用NCA电池的车辆经历明显更多的里程损失，尽管冬季充电时间可能会慢一点。为什么寒冷天气会影响电动汽车的续航里程?冬季续航里程的减少有几个原因。我们在冷热温度文章中详细介绍了它们，但两个主要的影响因素是化学和机械。电池中的化学和物理反应在低温下发生得更慢。低温会抑制化学反应，并起到减缓物理过程的阻力作用。这降低了电动汽车的可用功率。电动汽车在冬季行驶里程下降的主要原因是为了保持驾驶员和乘客的温暖而在车内加热。与传统汽车不同，电动汽车必须使用能源来产生车内热量。在为传统汽车提供动力的内燃机(ICE)中，发动机产生的“废热”可以直接泵入汽车中，让人暖和起来。另一方面，电动汽车有一个更高效的电机，它不会产生那么多的热量。使汽车保持温暖的加热器通常从高压电池中获取能量，从而减少了可供驾驶的剩余容量。虽然包括美国汽车协会在内的其他组织也研究了寒冷天气对行驶里程的影响，但这些测试有时是在实验室环境中进行的，或者是用小型车辆样本进行的。这个正在进行的研究项目包括一个更大的真实驾驶条件下的数据集。2023年更新：为了更新和提高包括福特F-150Lightning、现代科纳EV和雪佛兰Bolt在内的几款车型冬季续航里程数据的准确性，我们在2022-23年冬季反复收集观测到的真实数据。这些经过验证的冬季续航反映了在广泛用例下各种驱动程序的平均观测数据。我们还收集一些新车型的特定温度仪表板数据，包括现代Ioniq5和起亚EV6。电动汽车对冬天的反应截然不同这张图表比较了12种流行的电动汽车车型，显示了在冰点温度下与理想驾驶温度下的续航里程损失。请注意，理想驾驶温度被定义为特定车型看到其最高平均续航里程的温度。每辆车的温度都不一样。该分析包括来自美国各地Recurrent社区的10,000多辆汽车的汇总和匿名数据，以及来自提供能源使用数据的车载设备的数万个数据点。本图表中的所有冬季续航数据都是通过从车载设备收集的实际数据或使用能量输入/输出数据进行验证的。我们将在验证新模型时继续更新此图表。经过验证的冬季里程数据包括所有现实世界的变量，例如不平坦的地形，可变的行驶速度和使用情况，以及车辆电池的日历老化。它们显示了在一系列实际用例中对冬季驾驶条件的平均预期。避免冬季续航流失的建议让一辆冷的车暖和起来比让一辆暖的车暖和起来要消耗更多的能量。所以，你要尽可能地在汽车还在充电的时候给它预热。这被称为预处理。大多数电动汽车都可以通过手机应用程序或设置出发时间进行预置。一些车辆还提供“冬季天气”包，专门设计使电池温度保持在理想区域，以便在你开始开车时随时准备好。一旦你的车是温暖的，你在路上，计划使用座椅加热器，加热方向盘，并关闭车厢加热器。这些功能使用更少的能源，并提供有针对性的热量，给你更多的电池续航。期待更长的充电时间。为了保护高压电池，很多汽车在电池冷的时候会限制充电电压。当电池预热后，将恢复正常的充电速度。在许多较新的电动汽车中，如果你使用车载导航系统前往充电器，汽车会调整电池以达到最佳充电温度，这意味着你的充电时间可能会减少。在结冰的道路上调低再生制动。你要比在温和的条件下更能踩刹车。如果电池是冷的，再生制动也可能受到电池管理系统的限制，因为冷电池不能像热电池那样快速充电。如果可能的话，将你的电动汽车插入电源，最大充电设置为70%或80%。这样，汽车就可以从墙上获取能量来保暖，而不是使用电池。否则，您可能会返回到低于预期的电池容量。如果冬季续航是一个主要问题，考虑热泵。这项新技术可以帮助你在寒冷的天气里保持里程。部分车型数据以下图表中的数据来自我们整个社区的18,000多辆汽车。我们显示仪表板报告的随温度变化的里程，并且，在可用的情况下，观察到的里程已经被实地验证并通过二次数据验证。2021-2022奥迪e-tron冬季系列型号：PremiumPlus观察里程在0℃：原始EPA里程的80%观察最大里程：原始EPA里程的94%热泵：具备e-tron是奥迪的第一款全电动汽车，尽管它的销量从未达到特斯拉或雪佛兰的水平，但它的设计意图和大量的舒适功能。自2019年首次发布e-tron以来，奥迪已经能够对其规格进行微调，以保持在冬季条件下的行驶里程。e-tron是为数不多的配备热泵的早期电动汽车之一，可以从发动机中回收高达3千瓦的废热。加热座椅也是标配，在极端温度下，远程信息处理系统将告知驾驶员有限的性能。值得注意的是，由于半导体短缺，2023Q4e-tron没有配备热泵。乐于助人的网友建议，你可以打开奥迪2023的引擎盖，寻找一个写着“R744”的标签来检查设备，这表明有一个热泵。2017-2018宝马i3冬季系列型号：42千瓦时电池（增程器REx）仪表板里程在0℃：85%(94%REx)的原始EPA里程仪表板最大里程：原始EPA里程的109%(119%REx)热泵：部分具备一开始，宝马i3听起来不像是理想的冬季天气车，因为它是一辆小型后轮驱动掀背车，轮胎很窄。最重要的是，它的续航里程无法与其他电动汽车领先者相提并论，比如250英里的雪佛兰博尔特(ChevyBolt)，所以每减少一英里的续航里程都会被注意到。但是，在美国，大多数早期的i3s车型都标配了热泵，至少在2019年之前是这样。许多二手车型也有一个汽油里程扩展器(称为REx)。这两种方法都有助于在低温下保持里程。2022-2023福特F-150闪电冬季系列型号：增程观察里程在0℃：64%的EPA里程观察到的最大里程：原始EPA里程的91%热泵：不具备几十年来，福特F-150一直是美国最畅销的卡车，目前已经是第14代了。新产品线的一部分是F-150闪电，这是第一辆由传统汽车制造商推向市场的电动卡车。如果你用卡车牵引，那么冬天的天气是你最不用担心的。同样值得注意的是，由于电池中的化学反应较慢，在寒冷的天气中，牵引所必需的电力会减少。如果你不是拖车，只是需要你的F-150闪电带你穿过城镇-或穿越全国-预计航程减少与它的堂兄弟，野马Mach-E。特斯拉Model3冬季续航里程型号：长续航观察里程在0℃：原始EPA里程的50%观察最大里程：原始EPA里程的66%热泵：2021年后车型具备多年来，特斯拉司机抱怨说，我们的报告未能准确反映他们在汽车中看到的续航里程变化。这可以归结为两点：特斯拉确实有一个非常强大和积极的热管理系统，在高温和低温下都能启动；但是，他们也会“玩弄”司机看到的车载里程估计值，而我们的报告长期依赖于这些估计值。在现实世界中，正如所有电动汽车司机一样，随着效率的变化，司机在冬季和夏季确实会经历较低的续航里程。2022年，我们在特斯拉司机报告中添加了特斯拉真实里程数据。这些数据反映了特斯拉司机在类似品牌、型号和年份的平均波动，使用观察到的真实世界数据。下面的虚线显示了从车载设备和能源使用情况观察到的特斯拉真实里程。这显示了一个更合理的冬季里程比仪表板里程预测，在实线。值得注意的是，总体而言，由于2021年推出的专利热泵系统，特斯拉的热管理在控制寒冷天气的续航里程损失方面仍然很出色。特斯拉Y型冬季系列型号：长续航四驱在0℃下观察里程：原始EPA里程的48%观察最大里程：原始EPA里程的64%热泵：具备ModelY是特斯拉第一款使用其专利热泵系统来帮助调节温度而不消耗高压电池的汽车。这个系统被称为“章鱼阀”，声称有12种加热模式和3种冷却模式。该系统甚至可以利用电池的热质量来储存热量，这些热量可以在汽车的其他部分传递。特斯拉S型冬季车型型号：75D在0℃下观察里程：原始EPA里程的45%观察最大里程：原始EPA里程的63%热泵：2021年后车型具备特斯拉ModelS是最早面向大众市场的特斯拉，在Roadster的受欢迎程度使特斯拉成为家喻户晓的品牌后，于2012年发布。虽然与价格较为适中的Model3和Y相比，它们通常被认为是高端车型，但S最初并没有上面讨论的复杂的冬季天气工程。然而，从去年冬天开始，所有新车型都配备了热泵技术。请注意，在我们的验证冬季里程数据中，我们包括未配备热泵的旧型号，这可能会减少整个冬季续航。特斯拉X型冬季车型型号：75D在0℃下观察里程：原始EPA里程的48%观察最大里程：原始EPA里程的61%热泵：2021年后车型具备ModelX是一款基于ModelS平台的SUV，自2016年以来一直在市场上销售。X和S都有一个可选的零下天气包，根据具体的年份和软件包，它包括以下任何或全部功能：加热后排座椅加热方向盘加热器挡风玻璃刮水器加热侧镜相机加热器所有这些功能都有助于减少对能源密集型客舱加热和除霜必要的汽车部件的依赖。当然，设定出发时间和预置汽车和电池也很容易。而且，从2021年开始，ModelX现在配备了热泵。2021年冬季大众ID.4‍型号：82千瓦时电池在0℃下观察里程：原始EPA里程的65%观察最大里程：原始EPA里程的95%热泵：不具备大众ID.4以e-golf的成功为基础，采用了几项周到的设计来帮助解决寒冷问题：全轮驱动选项、加热方向盘和前排座椅，以及远程预调节。在全轮驱动配置中，该车还配备了加热挡风玻璃。然而，这两种配置都包括一个电阻式舱内加热器，因此当温度较低时，会有明显的里程损失。像这个列表中的许多其他型号一样，加拿大版本确实配备了热泵，并且在欧洲ID.4s上是可选的。当美国消费者犹豫不决时，大众加大了对空调和加热内部元件的使用力度。热泵有多重要?如果你正在购买一辆新的电动汽车，或者花点时间在电动汽车论坛上，你会看到提到热泵技术。热泵是客舱加热和冷却的更节能的选择。这项技术正在被探索，因为与汽油车不同，电动汽车必须自己产生热量，这会消耗电池并减少行驶里程。目前，电动汽车主要使用两种加热系统：电阻加热器—这是像你的传统散热器或空间加热器。你只需让电流通过导体，通过电阻产生热量。虽然超级简单和100%高效，但电阻加热器可以从电池中吸取4-8kW，这意味着效率和里程的重大损失。热泵—利用电力将热量从一个地方转移到另一个地方。他们使用反向制冷循环从外部空气中引入热量，通过反向制冷循环提高温度。阅读我们对热泵的深入研究。关于热泵有多重要，以及什么温度足够冷，电阻加热器和热泵的效率是一样的，有很多争论。最近一项关于建筑热泵的研究发现，远低于0℃，热泵的效率仍然明显高于电阻加热系统，特别是当温度通常不低于-10℃时。在电动汽车方面，2022年初，一家总部位于英国的公司进行了实际冬季续航里程测试，结果显示，“配备热泵的车型与官方数据平均相差25.4%，而依赖常规室内加热器的车型则相差33.6%。”配备热泵的车辆平均每千瓦时行驶3.2英里，而配备电阻式或基于pct加热器的车辆平均每千瓦时行驶2.9英里。这些效率数字可以转化为冬季里程的巨大差异。从对热泵的多项研究来看，似乎当温度接近-18℃时，热泵与电阻加热器的领先优势就会缩小。例如，在0℃时，电阻加热器的续航里程损失可能为25%，即50英里，而热泵的续航里程损失仅为5.9%，即11英里。这是航程损失的五倍。但是，当你的温度降至-7℃时，热泵可能只能给你额外的3-15%的里程。不过，如果你一年中大部分时间都生活在寒冷的气候中，或者如果你需要你的汽车在冬天尽可能多地行驶，那么找到一辆带有热泵的电动汽车会有很大的不同。你的电动车是否安装了热泵？冬天续航表现如何？欢迎在评论区告诉我。小明来电⚡为你充电，我们下期再见，拜拜~来源：小明来电