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为了电动车冬天能开高速,车企做了哪些努力?纯电出路在何方?

为了电动车冬天能开高速,车企做了哪些努力?纯电出路在何方?

发表于 2022-02-27 汽车产业观察 责任编辑:刘慧

纯电动车很好,但它目前仍有致命缺点

2022年的春节,相信对于所有人来说都是一个特别的春节,这一年我们顶着全球疫情的巨大压力,顺利在年初二如约举办了冬奥会,但是对于我的一位朋友来说,春节里让他印象最深的并不是冬奥会,而是他的那辆电动车以及这次难忘的春运旅途。

由于疫情的原因,每一个返乡过年的人都不能保证能不能在过年之后顺利回到工作的地方,尤其是北京,由于冬奥会的举办,使得北京的防疫政策尤其严重,高铁、飞机等公共交通设施随时可能面临无法乘坐的问题,于是他选择了开着他那辆电动车。别问为什么要开电动车回老家,问就是没有汽油车指标。

共计650公里的行程,期间一共5个可充电的服务区,电动车实际续航里程400+,他分别规划了在距离出发点172公里以及514公里的两处充电桩进行补能,最终完成这次自驾返乡的路程,但没想到,太阳还没升起之前踏上的这次返乡路,只是他噩梦的开始。

一路上充电桩排队、充电桩损坏、充电效率低下等等问题,让他在五点出门起个大早的旅途,终究还是赶了个晚集,最终在当天晚上六点才最终到家,一觉睡到了第二天中午才算把精神缓过来。

而这一趟春运回家,则是彻底暴露了目前电动车最大的问题:冬季长途驾驶。

有人会说,就不能租个燃油车回家过年么?确实可以,但是租回来的车车况如何?能否承受得了长时间高速驾驶?最重要的是,如果真的碰上无法回京的情况,额外增加的租车费用可是无法估量的。

虽然电动车跑高速存在明显的短板,但是对于这种被迫选择电动车跑高速的情况,或是说以后纯电车型数量更多的情况下,各家车企又是如何解决这一短板呢?

方法一:增大续航里程

只要单次纯电续航里程足够高,高速上就不用充电,这似乎看来是个不错的解决方法,毕竟现在许多纯电动车型的标称续航里程都已经突破一千公里了,在不违反我国对于疲劳驾驶8小时规定的前提下,顶着高速120KM/h的时速开,一天的最大驾驶里程也才不过960公里,在续航不虚标以及不违法的情况下,1000公里的最大纯电续航里程足够一天的驾驶。

但是冬天续航里程7折的实际状况下,增大续航里程这事儿就显得有些不太行了,假设一块在实验室环境下能提供1000公里续航的电池重量为100公斤,那么在冬季续航7折的情况下,车辆相当于背着30公斤的负重在行驶,电池越大,冬季负重也就越多,同时这些负重也会缩短续航里程,毕竟玩儿改装车的都知道,想要性能好,轻量化才是最主要的。

如何让电动车的电池在冬季发挥最佳工作状态,这就成为了每个车企研发部需要解决的事情了,而这就是第二个方法

方法二:电池热管理技术

对于市面上大部分电池来说,其主要充放电的原理还是最基本的氧化还原反应,冬季寒冷的工作环境使电池的离子活性下降,那么人为创造一个最佳工作环境不就好了,于是一些车企在电池组四周放置了电热丝和散热器,使得电池在最佳工作温度下进行工作。

这里就以大众ID.4的电池热管理系统进行举例,ID.4在电池冷却液的进水/出水口装有温度传感器,当系统检测到电芯温度低于8℃时,便会启动加热系统对电池仓进行加热,而如果当在行驶时电芯温度大于35℃或充电状态下电芯温度大于30℃,则会打开散热器对电池组进行降温。

如此一来就算是冬天室外温度只有0度,但是电池仓的热度却达到了最佳工作温度,这样一来也算是变相增加了冬季续航里程。

电池热管理技术虽好,但是怎奈成本太高,据沃尔沃官方资料称,其CX40 Rechare上的电池热管理技术总成本占到了电池总成本的30%。

对于目前市场上主流电动车15 - 25万元的价格区间来看,这部分消费者对于价格较为敏感,几万元的价格波动就足以使其接受或拒绝一款车型,并且随着新能源技术的不断普及,热管理技术也将会越来越成熟,等到该技术全面普及的时候,成本自然就会回落。

方法三:换电

对于现阶段的纯电动车市场来说,换电的使用体验是最接近加油的,以蔚来举例,整个换电过程5分钟即可完成,车主全程不用下车。

如此一来,压力便来到了厂商这边,目前各家品牌之间竞争最为激烈的就是电池技术了,如果想要做到换电和加油同样的使用体验,那就要统一所有品牌的电池规格,这显然是不可能的。但如果各品牌独自建立换电站的话,那么将会造成大量的社会资源浪费。

对于蔚来的车主来说,许多人并没有选择租赁电池的方式,而是选择了直接买断电池,那么你会选择用自己全新的电池,去换电站换一块不知道用了多久的电池么?这显然是不可能的。

并且对于蔚来换电站来说,每个换电站的电池储备量也是至关重要的,电池储备量大,车主们到了就换,换完就走,但如果赶上突然的换电高峰,换电站已经充满的电池全部被换走,满心欢喜过来换电的车主就只能老老实实充电,虽说蔚来的快充能保证在半小时内充至80%,但是五分钟和半小时的体验,相差了整整五倍。

除此之外,蔚来为了保证换电站的正常运行,必然会造出来更多的电池组,来满足每个充电站的电池充足。但是这些冗余生产的电池在到达了使用周期后如何处理,就成为了另外一个难题。

方法四:更换电池配方

相较于前面三种从物理条件上解决冬季续航焦虑,不少厂家还从电池本身的化学反应上提出了解决方法,为了提高反应活性,可以在电池电解液中添加催化剂,而这种催化剂便是碳酸酯,添加了碳酸酯后使得电解液粘度降低,离子迁移阻力也就越低,这就意味着电池有着更好的充放电效率。

低温状态下的充放电效率确实是提升了,但是夏季高温状态下电池不稳定引发的自燃、爆炸等风险也随之而来,所以怎样中和电池氧化还原反应的不活跃和过于活跃,就成了电池生产厂商们需要解决的问题。

最近特斯拉宣布将在美国德州工厂生产的Model Y车型上搭载全新的4680电池组。这种电池拥有无极耳电池,可以使得电流移动路径缩短,从而减小内阻,降低电流偏移,并且还能够降低电池使用过程中的产热问题。

而且相较特斯拉现在的电池组,4680电池组能量密度提升了5倍,实际续航里程提升15%,并且特斯拉内部也解决了电池的生产问题,使得4680电池的成本降低约14%。

在拥有同等续航里程的情况下,更小的电池体积使得重量减小,负载减小后,续航里程也就相应增加了,再加上特斯拉较为成熟的电池热管理技术,使得冬季续航得以保证。

方法五:超级充电桩

随着车企对于电动车研发水平的日渐提高,各种大功率快充早已经是屡见不见,什么二十分钟半小时充至80%的宣传语想必大家都已经看腻了,但是也确实是补能效率和成本最低的方法了。

虽说快充伤电池,但是在高速上与其伤电池,我宁愿早点到达目的地,更何况偶尔的快充几乎对于电池没有什么损伤,再说了现在的新车基本都有电池质保,电池电量过低去厂家换一块基本就能够撑过一辆车的正常使用周期。

但是快充也不是万能的,一个超级充电站对于附近的用电量需求以及负载较大,对于高速路段本就人烟稀少的环境来说,如何支持如此高压的供电成了大问题,所以目前除非在一些大型服务区,不然很少能够看到超级充电桩的身影。

除此之外,目前无论是国内还是国外都在进行无线充电高速公路的测试,也就是说车辆在高速行驶的过程中,就可以和手机一样进行无线充电,但是目前这项技术仍然处于实验室阶段,将来如果真正投入使用的话,或许能够延长纯电动车的高速续航里程。

总结:

对于目前的纯电动车而言,长途行驶确实是其不擅长的领域,但是各家车企为了纯电车型能够适应这个不擅长的领域,也已经做出了努力,相信未来的某一天在某一领域会有重大的技术突破,到那时电动车的长途续航焦虑将不复存在。