电车冬天掉电快主要是由电池特性、车内供暖系统的使用以及车辆行驶阻力增加等多方面因素造成的,以下是具体介绍:
- 电池化学特性
- 电解液活性降低:电动车大多采用锂电池,其充放电过程依赖于电解液中锂离子的移动。冬天温度降低,电解液的黏度会增加,锂离子的移动速度变慢,这就导致电池的充放电效率下降,可用电量减少,从而出现掉电快的现象。
- 电极材料性能变化:低温会使电池正负极材料的活性降低,电极表面的化学反应速率变慢,电池的内阻增大。根据欧姆定律UIR,在电流一定的情况下,内阻增大,电池内部的电压降增大,电池对外输出的电压就会降低,电池能够释放的总电量也会随之减少。
- 辅助系统用电增加
- 制热耗能:冬天需要开启车内暖风来保持舒适的温度,而电动车的暖风系统通常功率较大。传统燃油车可利用发动机产生的废热来制热,几乎不额外消耗燃油,但电动车需要依靠电池供电来运行制热系统,这无疑增加了电池的耗电量,导致掉电加快。
- 其他设备用电:除了暖风系统,冬天由于天色较暗,车辆的灯光使用时间可能会增加,以及其他电子设备如收音机、导航等的使用,这些都会增加电池的负担,使得电量消耗更快。
- 车辆行驶阻力增大
- 轮胎变硬:冬天气温低,轮胎橡胶会变硬变脆,与地面的摩擦力增大。根据滚动摩擦力公式FN(其中F为滚动摩擦力,为滚动摩擦系数,N为正压力),摩擦力增大意味着车辆行驶时需要克服更大的阻力,电机需要消耗更多的电能来维持行驶,进而导致电量消耗加快。
- 风阻影响:冬季风大,车辆行驶时受到的风阻会增大。风阻与车速的平方成正比,与车辆迎风面积和空气密度也成正比。在行驶过程中,为了克服增大的风阻,车辆需要消耗更多的能量,这也会使电车的耗电量增加,掉电速度变快。
- 电池管理系统的调整
- 保护电池:为了保护电池在低温环境下的性能和寿命,电池管理系统会对电池的充放电进行限制和调整。例如,降低电池的充电功率,减少电池的放电深度等。这就使得电池在冬天能够使用的电量范围相对变小,给人一种掉电快的感觉。