多管齊下 尋找電動汽車低溫最優解

“這個冬天，北京最低氣溫達到-20℃。我這車經常出現續駛里程短、動力弱、充電充不上、掉電等問題。”北京車主楊傑遇到的正是不少電動汽車用戶在冬季面臨的共性問題。由於電動汽車低溫性能關乎廣大消費者的切身利益，此前，工信部多次組織企業和相關部門開展技術研究，並提出了具體措施。

記者瞭解到，目前重點企業、行業機構已積極行動起來，發佈冬季用車指南，增配售後服務力量，佈局科技攻關項目。不過，由於提升電動汽車低溫性能牽扯到各方各面，對於當下的情況來講，需求平衡點或是最佳“解題”思路。

與電動汽車在冬天“鬥智”

“電動汽車停在車位上，如果有充電樁，晚上要插上電；如果沒有充電樁，插上一個小功率的電源，也能讓動力電池維持一定的溫度。”北京理工大學機械與車輛學院教授孫立清在接受《中國汽車報》記者採訪時表示，不能讓電動汽車動力電池被凍得溫度太低，還可以使用車輛的遠程遙控功能，在啓動之前先讓動力電池預加熱。如果不在合適的溫度範圍內，動力電池的工作效率就不高。

冬天使用電動汽車，確實有很多需要注意的地方。楊傑告訴記者：“起步的時候要慢，少開暖風。我通常都是上車之後開一會兒，車裡熱了立馬就關上。”對於電動汽車低溫性能不佳的問題，作爲用戶的他坦言，車企暫時也沒有更好地辦法改變現狀，使用熱泵空調節約電能是一個不錯的措施。楊傑告訴記者，現在他的電動汽車需要每天都充電，時刻保持電量十足。而如果能夠做到停車就充電，就是使用電動汽車的理想狀態了。

記者瞭解到，電動汽車低溫性能不佳的根本原因是，環境溫度過低時，動力電池電解液粘度增大甚至部分凝固，鋰離子拖嵌運動受阻，電導率降低，最終引起容量減少；同時，制熱比製冷能耗更大，動力系統效率降低。此外，續駛里程精準度下降，更是容易引發消費者的‘里程焦慮’。孫立清表示，消費者自己也要了解電動汽車冬季使用的各種注意事項，不能全部的問題都指望車企立馬解決。“現在，新能源汽車企業需要考慮的方面太多了，既要提高銷量、滿足客戶要求，又得應對動力電池各方面的快速變化，無法立刻響應也不應苛責。”他說。

全國乘用車市場信息聯席會秘書長崔東樹告訴記者，對於電動汽車低溫行駛的各種問題，其實過去很多年都暴露得比較充分了。從電動汽車的發展歷程來看，與以前相比，現在這些問題已經解決得比較好，沒有之前那麼嚴重。

爲推動解決這一問題，工信部提出的幾項措施中，就包括汽車企業要加強售後服務，及時解決用戶訴求；此外，要組織行業機構加強科普宣傳，引導科學使用。

整零雙方都在積極行動

工信部方面還表示，要支持整車企業和電池生產企業加強技術攻關，提升電動汽車低溫行駛性能，改善用戶體驗。

此前，中國科學院院士歐陽明高對此給出了建議，一是電池熱管理系統效能優化，包括PTC加熱器、熱泵空調、電機激勵加熱等；二是面向冬季工況的動力系統能量綜合利用，包括回收電機運行的廢熱，進行電池加熱；三是充電場景下，電池的插槍保溫及脈衝加熱。

記者瞭解到，針對電動汽車低溫使用問題，目前整車企業和動力電池供應商都在加緊攻關。比如，特斯拉Model 3通過電機線圈繞組，利用電驅系統的廢熱，像傳統燃油車用發動機餘熱給乘員艙供暖一樣，使其既用於車輛驅動，又用於產生額外的熱量加熱電池。廣汽埃安引進了電裝熱泵系統平臺，研發熱泵雙層流空調技術。北汽新能源也正在着手研發超低溫冷啓動和全氣候電池及第四代IBTC電池熱管理技術。

就此，威馬汽車的“暖寶寶”也應運而生。據悉，威馬汽車用了另一種方式爲動力電池加熱——選裝電加溫和柴油加溫系統。據悉，柴油加溫系統可以簡單理解爲家中用的天然氣熱水器，通過燃燒燃料對管路內的液體進行加熱。實現電池包在-30℃～50℃不同環境溫度區間的高適應和高穩定性，確保動力電池無論放電還是充電的過程中，都保持在最佳溫度區間，達成全天候電池包恆溫熱管理。

而電池企業在電池材料的探索上，從增強動力電池正極材料表面的導電性、改變電解液的成分減小離子在電解液中運動的阻力、增加電池隔膜的孔隙率等方式，改善電池在低溫條件下的性能，提高低溫環境下的電導率。

目前，寧德時代、鵬輝、力神等電池企業均在探索材料改性改善電池低溫性能。比如，寧德時代以磷酸鐵鋰和石墨分佈作爲電池的正負極活性物質，同時複合集流體採用有機材料，具備較高的循環性能和安全性能，並有效改善磷酸鐵鋰電池在低溫下動力學性能較差的缺點。

不僅僅是技術問題

“從動力電池入手提升電動汽車低溫性能，在技術上沒有問題，只是取捨問題。”吉林大學青島汽車研究院副院長、《真鋰研究》聯席首席執行官顧國洪告訴記者，動力電池的快充、比容量、低溫特性三者之間不可兼得。

目前的情況是，一款電動汽車按照路況測試的時候，50kWh電能行駛400多公里，在實際使用時則可能只跑300公里。如果低溫特性做得特別好，比容量一定低，那就意味着同樣動力電池體積下的電量變少，以前能夠裝50kWh電現在則只能裝40kWh電，最後實際上變成了能跑200公里。“低溫性能做好了，就無法兼顧其他方面，很不划算。又要低溫特性好，又要比容量高，是很有挑戰性的事情，現在行業也正在通過各種各樣的措施去實現。”顧國洪認爲。

顧國洪還提到，目前主要的經濟發達地區是珠三角、長三角和京津冀，電動汽車的主要銷售區域也是在經濟發達地區，如果這些市場沒有特別的低溫使用要求，車企就不會特別重視這個問題。孫立清也持有同樣的觀點。他告訴記者，要根據不同的地區來考慮電動汽車的低溫性能，比如在黃河、長江以南就不需要考慮，而在華北平原、東北地區就要加以重視。

“應該先聚焦於合適的區域、合適的人羣推動發展新能源汽車，上汽通用五菱MINI EV的‘爆發’就符合這個特徵。發展起來之後再慢慢優化，全區域、全覆蓋是‘好大喜功’的做法。”在顧國洪看來，“純電動汽車要分階段推廣。”

孫立清告訴記者，這個時候需要管理部門出臺規範和要求，以後在哪些區域銷售電動汽車，必須具備怎樣的性能；或者企業聯合在一起以聯盟的形式，先把企業標準變成來聯盟的標準，然後變成行業標準和國家標準。“現在企業都在選容易的事情做，需要有企業率先試水，動力電池不僅要耐低溫，還需要出臺耐低溫的各種措施，這也需要一個過程。”他稱。此前，工信部方面提出，要抓緊研究制定相關技術規範，加快推廣應用中國工況，明確低溫環境產品性能和技術要求，加強產品准入和生產一致性檢查。