冬天电车续航降低主要是由电池特性变化、车内供暖耗能、轮胎及风阻等多方面因素造成的,以下是具体介绍:
- 电池化学特性变化
- 电解液活性降低:电动车常用的锂离子电池,其内部依靠电解液中离子的移动来实现电荷传递。冬天温度降低,电解液的黏度会增加,离子移动速度变慢,电池的化学反应速率也随之下降,导致电池的充放电效率降低,可用电量减少,续航里程缩短。
- 电极材料性能下降:低温会使电池正负极材料的活性降低,锂离子在正负极之间的嵌入和脱出变得困难,电池的内阻增大。根据欧姆定律UIR,在电流一定的情况下,内阻增大导致电池内部的电压降增大,电池能够输出的有效电压降低,从而使电池能够释放的总能量减少,续航里程降低。
- 电池自加热系统耗能:为了保护电池并维持其性能,许多电动汽车配备了电池热管理系统。在低温环境下,热管理系统需要消耗额外的电量来给电池加热,使电池保持在合适的工作温度范围内。这部分用于电池加热的电量消耗,使得用于驱动车辆行驶的电量减少,进而导致续航里程降低。
- 车内供暖系统耗能:冬天车内需要开启暖风来保持舒适的温度,而暖风系统的运行需要消耗大量电能。传统燃油车可以利用发动机产生的废热来供暖,几乎不额外消耗燃油,但电动车没有发动机废热可利用,只能依靠电加热元件(如PTC加热器)来制热,这无疑增加了车辆的电能消耗,使续航里程缩短。
- 其他因素
- 轮胎气压变化:冬天气温低,轮胎内的空气遇冷收缩,气压会降低,轮胎与地面的接触面积增大,滚动摩擦力也随之增加。根据能量守恒定律,车辆克服滚动摩擦力做功增加,消耗的电能增多,续航里程就会减少。
- 风阻系数增大:冬季多风,且有时车辆需要在雪地或结冰路面行驶,为了安全,车辆行驶速度一般较慢,频繁的加减速操作会使车辆的风阻系数增大,空气阻力做功增加,电能消耗加快。