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比如最常见的磷酸铁锂就具有相当好的耐高温特性,因此在20到40度的春夏具有最好的放电容量。但是到了北方的冬天,从图表中我们就能看到随着温度的降低,活性逐渐下降,放电容量也会逐渐变少。尤其是在零下20度这种东北比较常见的低温环境下,甚至会接近50%。而目前国内以比亚迪为首的绝大多数国产电动汽车都采用的是磷酸铁锂电池。
而另外一种锰酸锂化合物就和磷酸铁锂正好相反,它具有非常好的耐低温性,在零下20度左右的环境中依然可以具有非常高的活性,电池的续航能力也不会受到太大的影响。而采用锰酸锂电池最具代表性的车型就是在北美市场销量很大的入门级电动汽车日产Leaf。
但是磷酸铁锂和锰酸锂电池都具有各自的优缺点。虽然锰酸锂更耐低温,但是由于其能量密度低,因此会导致电池重量变得很大,大幅增加电动汽车的自重。而磷酸铁锂虽然在低温环境下放电容量会降低,但是由于其能量密度高,可以有效的降低电池的体积和重量。
因此到了特斯拉这样最顶级的电动汽车上,锂电池的成份更加复杂了一些,变成了加入钴元素的三元锂电池,这样做也是为了综合各种元素受到温度环境的影响而采取的一种最平衡的选择。但是三元锂电池同时也存在高温安全性差,且PH值过高易使单体胀气,进而引发危险,同时造价较高。而作为目前全球头号电动汽车厂商的特斯拉就成为了三元锂电池的忠实拥趸。
冬天为何续航缩水
至于为何电动汽车一到冬天,那续航里程蹭蹭的往下掉,现在来看就显得一目了然了。过低的温度对锂电池正负极的活性均产生了比较大的影响,因此在低温条件下电动汽车的续航能力显然就不如其它季节这样游刃有余。
为了提高锂电池内元素的活性,需要将电池的温度恢复到最适宜的工作温度才行,因此电动汽车厂商会在车内采取一些措施来为锂电池“保温”,而这一个过程同样需要消耗电量。而电动汽车在未充电的情况下,所有的电量都来自于车内的锂电池,因此我们印象中被缩水的锂电池电量其实主要是被消耗在给电池保温或者加热的这个过程中。
比如特斯拉就为自己的三元锂电池配备了非常先进的热管理方案,针对每一节单体电池都配备了液体循环温度管理系统,除了保证汽车在运行时高温状态的散热之外,在动态低温状态下为了保持电池活性,甚至可以在停车的状态下依然通过消耗电量给电池加热,而这部分同样也会消耗掉一定的电量。
而这也就解释了为何冬天有时电动汽车在刚开始启动时续航里程反而要比行驶了一段距离、消耗了一定电量后更少的状况。因为随着锂电池温度的增加,电池内化合物的活性逐渐恢复,电池放电容量回归到正常水平,从数据上看当然就会让续航里程变得更多。
因此简单的总结起来就是,如果冬天电动汽车停放在室外或长时间在低温环境下停放,低温会直接影响锂电池的活性,而想要恢复电池活性就需要电量为电池加热恢复温度,而这部分被消耗掉的电量就是我们印象中电动汽车冬天续航“缩水”的部分。
另外,作为冬季驾驶的常规操作,比如座椅加热、玻璃除霜、空调暖风等一些耗电量比较大的功能都要比春夏的时候消耗更多的电量。而这也会让冬天电动汽车续航缩水的现象变得更明显。
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