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冬季又至，多股冷空氣致使大部分地區(qū)最低氣溫明顯下降，北方局部地區(qū)出現(xiàn)降雪。對(duì)電動(dòng)汽車車主而言，愛車?yán)m(xù)航里程大打折扣的“魔咒”也再次襲來。
新能源車也“怕冷”
盡管如今隨著各大車企紛紛入局新能源車市場，我國新能源汽車技術(shù)水平大幅提升，但在面對(duì)嚴(yán)寒天氣時(shí)，純電動(dòng)車的電量和行駛損耗仍會(huì)加大衰減
“冬季新能源車最大的問題是續(xù)航能力，尤其是高寒地區(qū)的冬季，打開暖風(fēng)，座椅加熱等功能，掉電特別快，續(xù)航起碼打個(gè)五折?！遍L城汽車一工作人員對(duì)記者表示，“這是電池在低溫下的通病，天氣會(huì)影響電池壽命，電池虧損嚴(yán)重。像東北地區(qū)冬季基本不開新能源，要是開的話得天天充電，而且充不滿?！?br /> 據(jù)美國汽車協(xié)會(huì)近期對(duì)特斯拉公司、寶馬集團(tuán)、通用汽車公司、大眾汽車股份有限公司和日產(chǎn)汽車公司等企業(yè)的多款新能源汽車進(jìn)行的續(xù)駛里程測試結(jié)果顯示，在打開空調(diào)的工況下，與24℃的舒適環(huán)境相比，在–7℃的寒冷環(huán)境下新能源汽車?yán)m(xù)駛里程平均減少41%，在35℃的高溫環(huán)境下續(xù)駛里程平均減少17%。極端高低溫環(huán)境都嚴(yán)重制約著電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。
凜冬季節(jié)下，不少新能源車主也面臨著充電難的問題。“冬天充電還會(huì)變慢，可能在夏天的時(shí)候充8個(gè)小時(shí)電，但是在冬天需要充10個(gè)小時(shí)以上?！崩钕壬貞浀?，“這要是家里有充電樁還好說，不然在充電站排隊(duì)都是個(gè)事?！?br /> 據(jù)《2022中金汽車白皮書》中預(yù)計(jì)，伴隨新能源銷量的陡增，私人樁裝配限制數(shù)量，公共樁難以滿足使用數(shù)量需求，2021年對(duì)應(yīng)有253萬新購車的新能源私家車主只能采用公共充電樁充電，2022年新能源車主的充電問題或?qū)⒏訃?yán)峻。
哪些因素在縮減電動(dòng)車的冬季續(xù)航？
對(duì)于電動(dòng)車而言，與續(xù)航里程相關(guān)的問題無非是關(guān)乎車的充電和放電；以目前動(dòng)力鋰離子電池來看，由正負(fù)極材料、隔膜、電解液等基本要素組成，依靠鋰離子在正負(fù)極材料之間來回穿梭工作。充電時(shí)，鋰離子從正極脫出，經(jīng)過電解液，穿過隔膜，隨后嵌入負(fù)極材料中。放電的過程則剛好相反。
隨著冬季溫度大幅降低，這對(duì)電解液造成了重要影響，由于低溫，電解液黏度增加，使得其電導(dǎo)率降低，鋰離子的穿梭阻力增加，充放電容量下降明顯，因此表現(xiàn)出來的就是在低溫下電池性能受到限制。
與此同時(shí)，低溫下負(fù)極材料晶格收縮，這樣一來，充電過程中，鋰離子在負(fù)極材料內(nèi)部遷移阻力增加，導(dǎo)致嵌鋰?yán)щy，這就意味著需要較長時(shí)間充滿電。
電池領(lǐng)域相關(guān)人士指出，“電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)跟溫度密切相關(guān)。隨著溫度降低，電池內(nèi)部的電解液會(huì)變得更加黏稠，鋰離子遷移速度、材料導(dǎo)電性都會(huì)進(jìn)一步變差，導(dǎo)致電池活性降低。所以體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上，就是動(dòng)力電池可用容量的衰減，續(xù)航里程縮短?！?br /> 此外，在用電方面，冬季制暖需求增加，這意味著本來容量就衰減的電池需要在制暖方面多耗電。冬季電池倉和座艙都需要加熱，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)不像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣在行駛過程中能夠產(chǎn)生大量的熱量來供暖，因此電動(dòng)車要設(shè)計(jì)電池加熱和車內(nèi)加熱系統(tǒng)，耗電量的增加也減少用于動(dòng)力輸出的電量，隨之而來的就是續(xù)航下降。
因此，提升電動(dòng)汽車低溫行駛性能、解決冬季續(xù)航衰減是推動(dòng)新能源汽車在寒冷地區(qū)推廣使用的關(guān)鍵所在。
磷酸鐵鋰電池低溫衰減更甚
動(dòng)力電池低溫條件下續(xù)航縮水是材料特性使然，受此影響，我國東北地區(qū)由于冬季較長、氣溫較低，電動(dòng)汽車受氣溫的影響將更加明顯。
業(yè)內(nèi)人士表示，面對(duì)電動(dòng)汽車冬季續(xù)航里程降低的問題，消費(fèi)者在購買新能源汽車時(shí)需謹(jǐn)慎考慮用車情況?！叭绻幼≡跂|北等冬季時(shí)間長且氣溫低的地區(qū)，或需長時(shí)間高速行駛，確有較大的里程焦慮?！?br /> 張翔認(rèn)為：“低溫地區(qū)的電動(dòng)汽車保有量較少，像東北地區(qū)大部分電動(dòng)汽車是商用運(yùn)營，如網(wǎng)約車、出租車等，專業(yè)司機(jī)保養(yǎng)使用的話，車輛續(xù)航衰減情況會(huì)好一些?！?br /> 同時(shí)，有車主坦言：“東北不建議買電車，要買也得是搭配三元鋰電池的電車?！毕噍^于三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池在低溫條件下的續(xù)航里程衰減更為嚴(yán)重。有研究表明，在抗低溫性能上，三元鋰電池使用下限為-30℃，磷酸鐵鋰是-20℃。在同樣的低溫條件下，三元鋰電池冬季衰減不到15％，而磷酸鐵鋰卻高達(dá)30％以上。但由于成本優(yōu)勢，磷酸鐵鋰電池裝車量逐月攀升，已覆蓋多款熱門車型。目前，主流熱門新能源汽車入門級(jí)車型基本搭載磷酸鐵鋰電池，而三元鋰電池主要搭載到高配車型上。
“目前電動(dòng)汽車的瓶頸仍是電池，沒有哪一種電池能完全滿足所有地區(qū)所有場景的使用需求?！辈軓V平坦言。
產(chǎn)業(yè)鏈如何“保衛(wèi)”電動(dòng)車的續(xù)航？
近年來，不少動(dòng)力電池上下游企業(yè)花了大量精力提升電池在低溫情況下的使用效率。比如，在汽車上裝PTC和水暖加熱器等。
新基業(yè)汽車電子有限公司董事長高軍華指出，目前主流的電動(dòng)車主要是采用PTC加熱，PTC制熱方式在在售的純電動(dòng)車型中使用比例較大。不過純通過PTC熱敏電阻制熱，即通過電阻的熱效應(yīng)生產(chǎn)熱量，結(jié)構(gòu)簡單且制熱效果好，但耗電量大，對(duì)電動(dòng)車冬季續(xù)航影響大。
相比之下，采用熱泵系統(tǒng)的方案熱效率更高，在冬季開空調(diào)暖風(fēng)可以大大降低耗電量，有效減少續(xù)航縮減。通過業(yè)內(nèi)拆解特斯拉兩款熱門車型對(duì)比來看，model 3用的是空調(diào)制冷，PTC制熱的方式；而Model Y采用的熱泵空調(diào)。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Model Y采用熱泵空調(diào)在制熱方面的能耗比Model 3的PTC要低。
高軍華表示，采用熱泵和PTC兩種方式的能耗相差30%以上，四通閥集成式熱管理技術(shù)和高效熱泵空調(diào)，是優(yōu)化電動(dòng)車冬季低溫續(xù)航行之有效的解決方案。不過，在成本方面，相比PTC的加熱方式貴了幾千元，因?yàn)橐獙?duì)空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行有限改進(jìn)，增加電控模塊、控制閥、四通閥、管道等。但熱管理專家認(rèn)為，雖然增加了幾千元的成本，整車性能提升，可以直接反映到品牌的溢價(jià)能力上，尤其是在車企高端品牌上。
目前，在熱泵市場上，電裝、法雷奧、韓昂、馬勒這四家國外熱管理龍頭企業(yè)占據(jù)全球一半以上的份額；在國內(nèi)市場上能提供熱泵技術(shù)解決方案的企業(yè)有銀輪股份、三花智控、奧特佳、泰鉑科技、中鼎股份、新基業(yè)汽車電子有限公司等。
此前，銀輪股份全資子公司上海銀輪與特斯拉、特斯拉（上海）有限公司簽訂產(chǎn)品零件或服務(wù)通用條款合同、產(chǎn)品定價(jià)協(xié)議，特斯拉將向該公司采購汽車換熱模塊產(chǎn)品，其中以熱泵為主。
作為年配套量最大的客車空調(diào)電控系統(tǒng)專業(yè)供應(yīng)商，新基業(yè)汽車電子有限公司自2012年始連續(xù)取得了國內(nèi)商用車熱管理控制系統(tǒng)市場占有率第一的成績，是宇通、金龍、中通客車的獨(dú)家配套供應(yīng)商，在新能源汽車的熱泵空調(diào)控制系統(tǒng)方面，配套恒大汽車全系列、柳汽、蔚來、以及寧德時(shí)代的儲(chǔ)能控制。
隨著特斯拉等越來越多的車企搭載熱泵空調(diào)并得到市場認(rèn)可，未來通過搭載熱泵空調(diào)來改善電動(dòng)車?yán)m(xù)航能力的方案有望得到推廣，熱泵相關(guān)的企業(yè)有望成為產(chǎn)業(yè)鏈和投資者關(guān)注的汽車電子細(xì)分領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2025年新能源汽車領(lǐng)域熱泵系統(tǒng)的市場空間將達(dá)150億元左右。隨著使用規(guī)模增加，以及熱泵系統(tǒng)廠商的技術(shù)成熟，熱泵的成本有望大幅降低。屆時(shí)，在制暖方面的耗電有望迎來大幅改善。