电车天冷更耗电,主要原因如下:
- 电池性能变化:
- 低温会使电车电池内部的化学反应速率减缓。电池中的锂离子活性降低,在正负极之间的迁移速度变慢,这就导致电池能够释放的电量减少,为了达到相同的行驶里程,就需要消耗更多的电量。
- 低温还会使电池的内阻增加。根据欧姆定律UIR,当电流I一定时,内阻R增大,电池内部的电压降U就会增大,这部分额外的电压降会导致电池的可用电压降低,从而使电池能够输出的电能减少,为了维持车辆运行,就会消耗更多的电量。
- 车内取暖系统的能耗:
- 天冷时,为了给车内提供舒适的温度,需要开启取暖系统。目前大多数电车的取暖方式是通过电阻丝加热或热泵技术。电阻丝加热是将电能转化为热能,直接产生热量来提升车内温度,这部分热量完全来自于电池的电能,会增加电车的耗电量。
- 热泵技术虽然相对节能,但在低温环境下,其制热效率也会有所下降,为了达到设定的温度,也需要消耗更多的电能。
- 车辆行驶阻力增大:
- 低温会使轮胎的橡胶变硬,轮胎与地面的接触面积减小,摩擦力增大。根据摩擦力公式fN(其中f为摩擦力,为摩擦系数,N为正压力),在正压力不变的情况下,摩擦系数增大,摩擦力f就会增大。车辆需要克服更大的摩擦力来行驶,这就需要消耗更多的电能。
- 冬季风阻也会增大,天冷时往往风比较大,车辆行驶时需要克服更大的空气阻力。根据空气阻力公式FCρS(其中F为空气阻力,C为空气阻力系数,为空气密度,S为车辆迎风面积,v为车辆行驶速度),在空气密度增大(低温时空气密度变大)、车辆行驶速度v不变的情况下,空气阻力F会增大,从而导致车辆耗电增加。
综上所述,电车在天冷时会更耗电,这是由电池性能变化、车内取暖系统能耗以及车辆行驶阻力增大等多种因素共同作用的结果。