电车在冬天续航会下降,主要是由电池特性、车内供暖系统的使用、车辆行驶阻力增加等多方面因素造成的,以下是具体介绍:
- 电池特性方面
- 电解液活性降低:电动车常用的锂电池,其内部的化学反应与温度密切相关。冬天温度较低时,电解液的活性会显著降低,离子在正负极之间的移动速度变慢,这就导致电池的充放电效率下降,能够释放出来的电量减少,从而使续航里程降低。
- 电池内阻增大:低温会使电池的内阻增大,根据欧姆定律UIR,在电流一定的情况下,内阻增大意味着电池内部的电压降增大,电池输出到外部电路的电压就会降低,电池能够提供的电能也就相应减少。而且,内阻增大还会导致电池在充放电过程中产生更多的热量损耗,进一步降低了电池的可用能量。
- 车辆能耗方面
- 加热系统的能耗:冬天为了保证车内的舒适度,需要开启暖风系统。目前大多数电车的暖风主要有PTC加热和热泵加热两种方式。PTC加热原理是通过电流通过电阻丝产生热量,这种方式能耗较高,会大量消耗电池的电量。热泵加热虽然相对节能一些,但在低温环境下,其制热效率也会有所下降,同样需要消耗较多的电量来维持车内温度,这无疑会使车辆的续航里程缩短。
- 电池加热系统的能耗:为了保护电池和提升电池性能,很多电车配备了电池加热系统。在低温环境下,电池加热系统会自动启动,将电池温度提升到合适的工作范围,这一过程也需要消耗一定的电能,从而使车辆的续航受到影响。
- 车辆行驶阻力方面
- 轮胎阻力增大:冬天气温低,轮胎橡胶会变硬,弹性降低,与地面的接触面积和摩擦力都会发生变化,滚动阻力增大。根据能量守恒定律,车辆需要消耗更多的能量来克服增大的滚动阻力,从而导致续航里程下降。
- 空气阻力影响:冬季由于气温低,空气密度增大,根据空气阻力公式F(其中F为空气阻力,C为空气阻力系数,为空气密度,为车辆迎风面积,v为车辆速度),空气密度增大,空气阻力F也会相应增大。车辆行驶时需要克服更大的空气阻力,能耗增加,续航里程就会减少。
此外,在冬天,由于天气寒冷等原因,驾驶员可能会更倾向于激烈驾驶来尽快到达目的地,急加速、急刹车等操作会比其他季节更多,这也会导致车辆能耗增加,续航里程缩短。