电车在冬天不耐用主要有以下几个原因:
一、电池性能下降
- 化学原理层面
- 目前大多数电动汽车使用的是锂离子电池。在低温环境下,电池内部的电解液会变得更加黏稠。这就好比在低温时,蜂蜜会变得更难流动一样。电解液黏稠度增加会导致锂离子在正负极之间的迁移速度变慢。因为锂离子在电池充放电过程中起着关键的电荷传输作用,其迁移速度下降,使得电池的充放电性能大打折扣。
- 从电池的化学反应角度看,在低温下,电池电极材料的活性也会降低。例如,在正常温度下,电极材料能够快速地与锂离子进行嵌入和脱嵌反应,就像一个个高效的“小工厂”在接收和释放“货物”(锂离子)。但在低温时,这些“小工厂”的工作效率降低,使得电池整体的性能下降。
- 实际表现方面
- 这种性能下降最直观的体现就是续航里程的减少。以一辆在常温下续航里程为500公里的电动汽车为例,在寒冷的冬天(比如零下10℃),其续航里程可能会下降到300公里左右,甚至更低。这是因为电池电量的实际可用部分减少,车辆行驶同样的距离需要消耗更多的电量。
- 另外,电池的充电速度也会变慢。在常温环境下,快充可能只需要30-60分钟就能将电池电量从30%充至80%,而在低温环境下,这个时间可能会延长一倍甚至更多。这是因为低温下电池的内阻增加,充电过程中产生的热量会使电池管理系统限制充电功率,以防止电池过热等安全问题。
二、制热能耗增加
- 制热系统特点
- 电动汽车没有像传统燃油汽车那样的发动机余热可以利用来取暖。传统燃油车在行驶过程中,发动机产生的热量可以通过暖风水箱等方式为车内提供暖气,这部分热量几乎是“免费”的。而电动汽车主要是通过电加热元件(如PTC加热器或者热泵系统)来制热。
- PTC加热器是一种正温度系数热敏电阻,它的电阻会随着温度的升高而增大。当开启制热功能时,电流通过PTC加热器,电能转化为热能。热泵系统则是通过消耗电能,将热量从一个地方转移到另一个地方来实现制热。
- 能耗影响
- 无论是PTC加热器还是热泵系统,它们在工作时都需要消耗大量的电能。在寒冷天气中,为了保持车内温暖舒适的温度,比如将车内温度维持在20-22℃,制热系统可能会持续工作。这会使车辆的能耗大幅增加,进一步缩短车辆的续航里程。据统计,在寒冷天气下,制热系统的能耗可能占车辆总能耗的30%-50%左右。这就好像在本来就“粮食紧张”(电池电量受限)的情况下,又有一个“电老虎”(制热系统)在不断消耗电能。
三、其他因素
- 轮胎性能变化
- 在低温环境下,轮胎的橡胶会变硬,弹性降低。这就使得轮胎与地面的接触面积和摩擦力等特性发生改变。正常情况下,轮胎能够很好地适应路面,滚动阻力相对较小。但在冬天,轮胎变硬后,滚动阻力会增大。车辆行驶时需要克服更大的阻力,这就需要电机输出更多的动力,从而消耗更多的电能。
- 车辆零部件的机械性能改变
- 一些车辆的机械零部件,如悬架系统、传动系统等,在低温下其润滑油的黏度也会增加。这会导致机械部件之间的摩擦阻力增大,使得车辆在行驶过程中需要消耗更多的能量来维持正常的运转。而且,这些部件的性能变化可能还会影响车辆的整体舒适性和操控性。