冬至過后，一年中最冷的時(shí)節(jié)來臨。隨著溫度下降，電池正極材料活性明顯降低，反映到用戶體驗(yàn)就是續(xù)航出現(xiàn)縮水，特別是北方城市的電車車主，一到冬季苦不堪言，不敢開暖風(fēng)、頻繁充電甚至裹軍大衣開車。為什么一到冬天電動(dòng)車就“腿短”？電動(dòng)車在冬季如何延長續(xù)航里程呢？
為什么一到冬天電動(dòng)車就“腿短”？
電動(dòng)車“腿短”是幾個(gè)方面共同作用導(dǎo)致的。鋰電池的最佳工作溫度是20℃左右，如果電芯溫度過低，會(huì)導(dǎo)致電芯正極材料活性降低，進(jìn)而帶來電芯內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的鋰離子數(shù)量下降（電量減少）；帶電離子運(yùn)動(dòng)能力變差，電能傳遞速度降低，帶電離子運(yùn)動(dòng)不順暢（充放電性能下降）等不利因素。
其次，在冬季低溫環(huán)境下，空氣密度增加，車輛行駛時(shí)空氣阻力增大，也會(huì)導(dǎo)致行駛能耗增加。同時(shí)，低溫時(shí)橡膠變硬，輪胎喪失部分彈性，增加輪胎滾動(dòng)阻力，也是續(xù)航減少的因素之一。
電車腿短，主要是油車的襯托。作為燃油車，發(fā)動(dòng)機(jī)上都有散熱器（水箱）這么個(gè)東西，由于內(nèi)燃機(jī)的熱效率最高不過50%，大部分的能量都以熱量的形式浪費(fèi)掉。因此，對(duì)油車來說，冬季開暖風(fēng)相當(dāng)于進(jìn)一步提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，根本不存在費(fèi)電的問題。
但電車不一樣，缺少了發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)熱源，電機(jī)發(fā)熱量遠(yuǎn)比不上發(fā)動(dòng)機(jī)，幫助電池升溫都不夠，別說為座艙供暖，因此電動(dòng)車只能另尋出路來供暖，這是導(dǎo)致電車腿短的最大因素。
對(duì)電動(dòng)車來說，最簡單的加熱方法就是“電熱絲”，這和“熱得快”“電熱毯”差不多，屬于電阻加熱，在汽車上一般成為PTC（Positive Temperature Coefficient），是一種電阻隨溫升而激增的半導(dǎo)體電阻，也叫熱敏電阻。工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，效率接近100%，聽上去不錯(cuò)，但對(duì)電動(dòng)車來說效率很低。
部分電動(dòng)車上配備的PTC電阻為一大一小共兩個(gè)，功率約為2kW—10kW，大的負(fù)責(zé)為座艙制熱，小的負(fù)責(zé)為電池加熱。蔚來2018年發(fā)布的ES8搭載雙PTC電阻，全開時(shí)功率超過9kW（前排5.5kW、后排3.7kW）。
試想，在低溫環(huán)境下，一輛車從冷車開啟加熱，以加熱功率5kW計(jì)算，一個(gè)80kWh的電池也僅能工作16小時(shí)就會(huì)耗盡電能，即便座艙溫度上來后，也需要1—2kW的功率維持溫度，這也是為什么很多電動(dòng)車冬季電耗激增的所在。
電動(dòng)車在冬季如何延長續(xù)航里程呢？
作為車主，延長續(xù)航基本上只能通過增加輪胎胎壓、把制熱溫度調(diào)低一點(diǎn)，甚至不開制熱來延長續(xù)航里程，幾乎沒有別的辦法。而廠家除了增大電池容量、優(yōu)化電池配方以外，熱泵空調(diào)是最具備潛力和性價(jià)比的技術(shù)。
說到熱泵空調(diào)，并非新鮮技術(shù)，早在100多年前的1824年，法國科學(xué)家薩迪·卡諾提出“卡諾循環(huán)”理論，成為熱泵技術(shù)的起源。1852年，英國科學(xué)家威廉·湯姆森提出“冷凍裝置可以用于加熱”的觀點(diǎn)，并提出正式的熱泵系統(tǒng)構(gòu)想，被稱為現(xiàn)代熱力學(xué)之父。
熱泵(Heat Pump)技術(shù)是一種“泵”，但并不泵水，而是專門泵熱量的，它利用液體-氣體的相變來換熱的，具體原理是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置。簡單的說，只搬運(yùn)熱量，而不產(chǎn)生熱量。聽起來是不是和空調(diào)的原理一樣，只是反過來了而已。
和油車上搭載的那套空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)造幾乎一模一樣，熱泵系統(tǒng)由壓縮機(jī)、制冷劑、膨脹閥、冷凝器、蒸發(fā)器等組成。
相比PTC接近1:1的能量轉(zhuǎn)換來說，熱泵由于本身不產(chǎn)熱，只是消耗能量來搬運(yùn)熱量，效率大幅提升，熱泵系統(tǒng)COP（性能系數(shù)）可達(dá)2—4，是PTC電阻的數(shù)倍。
根據(jù)小鵬汽車的數(shù)據(jù)，小鵬P5采用X-HP智能熱管理系統(tǒng)，搭載熱泵空調(diào)后，冬季續(xù)航里程可以提高15%。
但熱泵系統(tǒng)也不是沒有缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在成本高、技術(shù)難度高、極低溫環(huán)境下制熱效率差等。此外，熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，相比普通單冷空調(diào)的成本高出千元之多，和PTC電阻相比，熱泵空調(diào)的效率也受到溫度的限制。當(dāng)環(huán)境溫度在零下10度以下，熱泵系統(tǒng)從外界獲取熱量的效率明顯降低。
隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段低溫?zé)岜每梢?30℃的環(huán)境下快速供暖，并且在-20℃的環(huán)境下依然保持較高的制暖能耗比，北方不適合開電動(dòng)車的言論，或許在數(shù)年內(nèi)隨著技術(shù)的進(jìn)步將逐步破除，低溫環(huán)境下，電動(dòng)車與燃油車的差距正逐步縮小。（朋月）