多方联动 营造电动汽车产业持续发展的良好生态

　　进入冬季，特别是在我国寒冷的北方，电动汽车用户经常会抱怨车辆的续航里程较表显有大幅衰减，在某种程度上加剧了用户的“续航焦虑症”。为了更好地摸底电动汽车冬季使用出现的电耗增加等问题成因和领先企业的应对策略及建议，中国汽车工业协会对典型的整车和动力电池企业进行了调研，汽车纵横全媒体在整理企业反馈结果和采访行业专家的基础上，整理成文，供电动汽车行业企业参考，目的是为我国电动汽车产业发展寻找有效对策，促进新能源汽车产业的持续健康发展。

　　电动汽车在低温环境下行驶，除了面临续航里程大幅衰减外，还容易出现动力性明显不足、驾驶体验差等，整车性能明显“缩水”，影响了用户在冬季的驾驶体验。究其原因，电动汽车在冬季续航里程大幅衰减主要是因为电耗增加，而冬季用车导致能耗增加并非电动汽车的“专利”，传统燃油汽车也同样面临这一问题，发动机冷启动时会加大喷油量达到热机状态，因此也会使得冬季使用时油耗显著增加。只不过因为二者的计算和显示能量的逻辑不同，因此车主在冬季使用传统燃油汽车时的感受并没有使用电动汽车那样明显。此外，电动汽车在冬季使用时电耗显著增加也并非只出现在中国，在寒冷的北欧地区同样如此。因此，提升电动汽车的低温性能是世界范围内一直以来要攻克的共性难题。

　　为了更好地帮助行业改善电动汽车低温性能，提升用户的冬季驾驶和用车体验，助力我国新能源汽车产业可持续健康发展，中国汽车工业协会向几家典型的新能源汽车代表性企业进行了调研，几家整车企业和电池供应商第一时间做了积极反馈。资料分析了电动汽车在冬季使用时出现问题的原因，给出了企业相应的技术解决方案，并针对提升整车在冬季的性能表现、提升用户驾驶体验等给出了切实的建议。

冬季用车续航里程大幅衰减的成因分析

　　1、电池化学性质和材料物理特性所决定的

　　无论是三元锂电池，还是磷酸铁锂电池，在低温工作都会出现续航里程缩短，这是由其电化学性质和材料物理学特性所决定的。在宁德时代提交的资料中，分析了造成低温时电动汽车续航里程快速衰减的成因。锂离子电池在低温时内阻增大，活性降低，充放电功率明显下降（如-25℃和5℃相比，充电能力下降超过80%，放电能力下降超过85%），且低温充电易发生负极析锂，严重影响电池寿命和安全。为保护电池，电池管理系统（BMS）控制策略会严格限制低温下电池工作边界，造成低温条件下整车性能明显下降，成为用户的“痛点”。另外，目前整车续航里程公告数据，测试依据是国家标准GB/T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续航里程试验方法》，该标准只有室温（20～30℃）下的NEDC工况（新欧洲驾驶周期，是欧洲的续航测试标准，工信部在对纯电动汽车的综合里程进行测试时，采用NEDC测试标准）和等速工况测试，无论是测试温度还是测试工况都比实际条件简单温和，进一步加大了用户对续航里程衰减的抱怨。

宁德时代：加强前沿技术研发，提升动力电池性能

　　上汽新能源在资料中指出，低温对动力电池性能的影响很大，-20℃时动力电池仅能输出60%左右的电量。与传统燃油汽车相比，纯电动汽车的电子电气系统更加复杂，大部分零部件都有其最佳的工作温度范围，如动力电池对温度高度敏感，高效的工作温度为10～30℃，高低温环境需要对电池包温度进行调节，需对应给电池包提供或带走一定热量。

　　2、低温时车内加热设备的使用导致电耗增加

　　电动汽车在冬季使用时，驾驶室空调需要消耗相当电量，导致电耗快速上升。上汽新能源在解释温度对动力电池性能的影响时提到，一般加热器件的功率为3～4 kW，车辆每行驶1小时耗电3～4 kWh，纯电动汽车电量为35 kWh以上，一般空调能耗占比在20%左右。由于动力电池在低温下输出能量大幅降低，同时又增加了空调、加热座椅及大灯等加热设备的使用，用户会明显感觉到续航里程大幅降低，掉电速度加快。据中国汽车技术研究中心发布的资料显示，造成冬季影响电动汽车续航里程的关键原因是室外温度+空调。试验结果显示，在室外-7℃、车内22℃的情况下，车辆平均续航里程下降39%，一些不具备电池温控系统的微型车甚至会下降60%。

　　造车新势力的头部企业蔚来汽车在提交的资料中指出，冬季开启空调对电动汽车的续航里程产生极大的影响。在电动汽车中，制热功能多由PTC加热器实现，其本质上是通过电流的焦耳效应实现制热，效率较低（0.8～0.95之间）。冬季驾驶舱的环境控制负荷更大，因此冬季开启空调将会导致电动汽车的续航里程大幅下降（近50%），严重影响电动汽车在冬季的使用。

　　3、不同的驾驶习惯直接影响续航里程

　　与传统燃油汽车一样，驾驶习惯也是影响动力电池冬季性能表现和续航里程不容忽视的重要因素之一。冬季清晨，电动汽车整体处于低温状态，车辆行驶初期满负荷运转，造成电耗较快，直接体现为电动汽车续航里程快速缩短，待车辆行驶一段时间后，汽车耗电量会趋于平稳。同时，电动汽车用户的加速踏板操作习惯还未形成，常以传统燃油汽车的驾驶习惯来驾驶电动汽车，而电机扭矩响应为0.2秒（发动机为1.8秒）远快于传统燃油汽车驾驶员的预期，容易给人留下车速难控制的感觉，并且电耗会大幅提高。因此，在寒冷冬季使用电动汽车时，驾驶员应该养成良好的驾驶习惯，比如，平稳驾驶，避免急加速、急减速，根据表显电量提前规划好行驶线路等，尽量使电量发挥最大作用。良好的驾驶习惯有助于提升电动汽车性能，延长低温条件下的续航里程。

　　当然，导致电动汽车冬季续航里程缩短的原因还有很多，包括整车低温设计、充电时间长和低温下无法充满电等。

提升电动汽车低温性能的应对策略及建议

　　事实上，电动汽车在冬季使用时性能下降、续航里程大幅衰减并非最近一两年才出现的新问题。很多整车、电池企业和研究机构等多年前就开始寻找解决方案，现有的解决方案主要是通过外部加热提高电池温度，加热方式有热敏电阻（PTC）、加热膜或液冷系统。由于电池体积和热阻大，外部加热速率低（0.2～0.5℃/min），但相较于热泵效果并不理想。

　　为了更好地解决这一“痛点”，宁德时代提出了一种电池内部快速自加热技术。其主要原理是对电池进行大电流脉冲充放电，利用电池自身内阻对电池加热，通过调节脉冲占空比调节加热电流大小。该方案几乎不增加成本，且完全自主创新，已在国内外申请了60余篇专利。实测表明该方案可在15min之内将电池包从-25℃加热到5℃，容量损失6%，放电能力提高7倍，充电能力提高5倍，与其他加热方案相比，该方案的综合性能更优。

　　蔚来汽车提出，研发耐低温电池是解决冬季续航里程下降较为根本的办法，主要方向包括改善电解液低温性能与全天候电池，但目前仍处于实验阶段。此外，高效的热管理系统是当前最可行的冬季增加续航里程的解决方案。蔚来汽车还提到，除了在技术上优化电芯低温性能、提升电池充放电能力外，多样化的补能设施也是解决当前低温充电问题的重要手段。蔚来汽车通过家用慢速充电桩、20 kW直流充电桩、超级充电桩、移动充电车和换电站等补能产品，目前已基本覆盖各用车场景，持续为用户提供“加电比加油更方便”的补能体验。

蔚来汽车：多样化的补能设施是解决当前低温充电问题的重要手段

　　特斯拉在呈交的资料中表示，公司高度重视电动汽车低温使用问题，“正采用技术手段和宣传引导两方面的综合措施，提升电动汽车低温行驶性能，不断改善用户体验”。在技术手段方面，主要包括车辆表显续航里程接近于真实使用状态、电池热管理技术保障电池性能、软件升级提升磷酸铁锂电池精准估算、引入热泵技术降低冬季能耗，以及智能互联直流快充系统保持充电速度等。

　　特斯拉认为，从长期来看，通过持续投入先进电池技术的研发解决冬季用车出现的性能下降及续航里程缩水等问题。新的电池技术有助于进一步降本增效、提升纯电动汽车性能和续航能力。特斯拉公布的最新电池技术包括全新尺寸的4680无极耳电池，选用储能效果更好的生硅材料重新开发电芯负极，采用不含钴的高镍正极材料，建造全新电芯工厂，以及开发出一种全新的车身架构，将电池包设计为车身结构件，将电池包和车身前后部一体化成型。这一车身架构将提升14%的续航里程，将整体结构减重10%，并减少370个零件。

特斯拉：从长期来看，通过持续投入先进电池技术的研发解决冬季用车出现的性能下降及续航里程缩水等问题

　　上汽新能源则认为，低温地区适合推广插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。插电式混合动力汽车的空调采用发动机供热，温度到设定值后，发动机会自动关闭，可利用余热继续供暖，不需要长时间开启发动机，以降低排放和能耗。燃料电池汽车由于燃料电池工作点在70℃左右，发出的大量热量可以确保空调和其他需要供暖的部件，同时大幅提高燃料电池的能量利用率，最高可达80%左右。上汽新能源有40辆FCV80燃料电池汽车在辽宁推广示范，那里全年有5个月低温天气，其中2个月为低于-20℃的极寒天气，所有车辆均能够正常运营，而纯电动汽车则基本无法使用。

上汽新能源：40辆FCV80燃料电池汽车在辽宁推广示范应用，在极寒天气下仍可以正常运营

多方协同，营造新能源汽车产业良好生态

　　2020年是中国汽车史上极不平凡的一年，新冠疫情对全球汽车制造业造成了巨大冲击。根据最近各国最新发布的2020年汽车销量数据来看，中国是汽车产业惟一保持总体稳定发展的国家。2020年我国新能源汽车市场逆势增长，销量完成136.7万辆，同比增长10.9%，这一成绩来之不易。据中国汽车工业协会预计，2021年我国新能源汽车市场同比增长将保持在40%左右。新能源汽车产业体系和配套设施也日趋完善，根据中国充电联盟充换电统计数字显示，截至2020年11月，我国各类充电桩保有量近160万个，充电站共有45219座，换电站有535座，已建成约4.9万公里的高速公路快充网络。我国新能源汽车产业正进入加速发展的新阶段。

　　工信部高度重视电动汽车低温使用问题，这关乎产业发展和广大消费者切身利益。2021年1月10日，“工信微报”显示，1月8日工信部副部长辛国斌主持召开了电动汽车低温使用问题研讨会，与整车和动力电池企业、高校、研究机构等近30名代表进行交流讨论，详细了解实际情况，组织研究解决措施。作为政府主管部门，工信部将进一步加强监管，组织有关单位制定电动汽车技术规范，加快推广应用中国工况，明确低温环境产品性能和技术要求，加强产品准入和生产一致性检查。辛国斌还强调指出，本着“以人民为中心”的根本出发点，汽车企业要加强售后服务，及时解决用户诉求，行业机构要加强科普宣传，引导消费者正确使用电动汽车。整车和电池企业应进一步加强技术攻关，提升电动汽车低温行驶性能，改善用户体验，高校和研究机构要加强基础共性技术研究，为产业发展提供有力支撑。

转载文章，不代表本站观点。