里程焦虑这种事，往往随着季节的变化而变化。

以上这句话指的是：在我国大部分地区，只要冬天一到，纯电动车一定躲不开的就是续航里程衰减。我们甚至能经常听到车主抱怨：冬天连开空调都要担惊受怕。

所以，今天这篇文章想和大家聊两个话题：

1、电动车为什么会在冬季发生里程衰减？
2、各家车企会采用什么方案来解决这个问题？


一、低温是电动车的天敌，这一点谁都否认不了

严格意义上讲，造成电动车续航里程衰减的罪魁祸首不是“冬天”，而是“低温”。毕竟要是广东、海南的冬天，电动车续航相比其他季节不会有太大差别。

特斯拉官网上有一台续航里程计算器，非常清晰的演示了温度变化对于电动车续航表现的影响：





以Model S 100D举例，其他因素不变的情况下，-10摄氏度的续航里程要比30摄氏度时低上85km。（默认冬天空调暖风、夏天空调冷风）

低温首先影响的是电池可用容量，动力电池放电的过程就是电子转移的过程。低温环境下，电解液粘度增大，离子的转移会受到更大阻力。

与此同时，电池内部的电阻也在增大，离子扩散能力受到很大影响。两者结合在一起就造成了电池活性降低，最终反映在电动车上，低温造成动力电池的可用容量下降。

仅仅是电池活性降低还不算完，天冷开暖风空调对于车内成员来说再正常不过了，不过要是放在电动车上，空调制热可是个耗电大户。



燃油车尚且还可以拿发动机热量为空调制热，到了电动车上则没那么容易办到，多数情况下单靠电动机热量无法满足全部热源需求。市面上不少纯电动车都要使用PTC热敏电阻加热，最终消耗的还是电池包里的电能。

按平均加热功率5kW来算（不少电动车的实际功率都大于这个数字），加热1h消耗5度电。假如拿特斯拉Model X P100D的电耗19.7kWh/100km计算，空调每制热一个小时就要消耗将近 25km的续航里程，这绝对不是一笔小数目。


二、明白了为何会里程衰减，那么有啥解决方案？

（1）PTC电加热方案



现阶段最常用的一种电池加热方案，和刚才提到的为空调制热的PTC热敏电阻是一个技术原理。液冷循环方案下，通过电阻丝产生热量，加热冷却液后，快速使动力电池达到合理工作温度。部分车型带有预加热功能，一旦监控到电池包已经升到合理温度后，会设定为自动保温模式。

吉利EV450、长安逸动EV460、北汽EX360等车型都用到了PTC电池加热方案，具体名称各家车企的叫法不一样，但后缀一般都为“XXX电池温控管理系统”。

像是特斯拉等车企在设计电池热管理系统时，还会将电池、电机自身工作时产生的热量用来制热，只有当这部分热量不足以维持需求时，才会再启动PTC加热，确保不浪费多余电能。

（2）从车外收集热量：热泵空调



文章最开始我们提到了，造成电动车冬季续航里程衰减的最主要原因有两个：一是低温影响电池可用容量、二是空调制热消耗大量电能。

所以，除了加热电池组之外，一些车企也从降低空调制热能耗方面入手，寻找可行方案。这种背景下，有车企提出要用热泵空调制热。

水往低处流，水泵则可以把低处的水抽向高处。热量通常则由高温物体向低温物体转移，而热泵则和水泵一样，可以逆势将热量从低温物体转移至高温物体。


（热泵空调技术原理）

制冷剂在冷凝器内进行蒸汽冷凝，随后释放热量为车内加热。冷凝后的液态制冷剂流向节流阀减压降温，随后进入蒸发器，吸收外界环境的热量而蒸发。最后一步，通过压缩机进行压缩升温，完成四步制热循环。

和单一PTC空调制热方案相比，热泵空调的能耗大约是前者的50%。如果按照刚才计算的数据，PTC空调每制热1h消耗25km续航里程来算，使用热泵空调1h大约能节省12.5km的续航。

不过有一点还是要补充，虽然耗电量降低不少，但多数情况下，车企依然不敢全部依赖热泵空调为车厢内部制热。最主要的原因有两点：

1、需要冗余设计，一旦热泵空调发生故障，车内制热功能彻底瘫痪。
2、和PTC方案相比，热泵空调在低温状况下的制热效率并不高，反映在使用体验上就是加热时间慢。

电装、法雷奥等tier 1之前已经推出了车载热泵空调系统，宝马i3、日产leaf、荣威Marvel X等车型都有过应用。

（3） 怎么才能既不耗电又加热？柴油加温可以



PTC可以加热电池组、热泵空调可以完成空调制热，但无论如何，这两套方案消耗的终究是自身电池包里的电能。羊毛总是出在羊身上，效果肯定不会那么令人满意。

既想缓解冬季续航里程衰减，又不想消耗自身电能，自然就要靠动力电池之外的系统提供能量。本篇中的第三套方案就满足这一点：柴油加温系统。

量产车阵营里，威马EX5是第一个用了这项技术的车企，按照他们的说法叫作“极地加温系统”。技术原理并不复杂，车辆内部安装一套柴油热风机，类似于微型柴油机一样，包含燃烧室、火花塞、柴油雾化器等部件。


（柴油热风机技术原理）

工作状态下，柴油燃烧产生的热量为电池组内的循环冷却液加热，提高电池温度，进而缓解电动车的续航里程衰减。整个工作过程中，消耗的电能可以忽略不计。


（图中红圈为柴油加油孔）

威马在EX5的右后方设计了一个加油孔，油箱总容量6L。容积虽然无法和燃油车油箱比，但维持加热状态下，油耗只有0.1 - 0.2L/h。加满一次柴油足够为电池组连续加热30-60个小时。


（威马EX5 柴油加油孔，不同温度对应不同柴油标号）

除了柴油加温系统之外，EX5上还装了一套PTC电加热系统，两者共同组成全天候电池包温度管理系统（均为选装）。至于背后的工作逻辑，则是由威马他们自主研发的一套电池热管理系统进行实时监控。每个电池模组内有两个电芯温度传感器，威马设计的标定可以让电池温差保持在±2℃的范围。


（威马EX5 PACK内的电池热管理系统）

以现阶段的技术落地方案来看，在避免消耗自身电能的前提下，柴油加温系统应该是唯一一种可以为电池组加热的方案。


总结一下

1、对于大多数用户来说，低温状况下完全关闭空调不太现实，这部分电耗不可避免。

2、冬季用车时，想要避免纯电动车续航里程大规模衰减，最有效的方案还是为电池组加热做足充分准备。风冷车型无能为力，水冷车型还可以借助PTC电加热缓解部分衰减。

3、柴油加温系统可以避免消耗电能，但实际成效有多大，有机会还是要看实测结果。