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新能源车续航实测: 温差对电池的影响有多大?

2025-03-17 04:59:22

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新能源车续航实测: 温:差对电池的影响有多?大?

一、引言:新能源车续航的 “温差密码”

新能源车续航里程忽高忽低,温差在其中扮演着怎样的角色?为什么在寒冷的冬天,新能源车的续航似乎被 “腰斩”,而在炎热的夏日,续航表现也不尽如人意?这些问题困扰着许多新能源车车主,也吸引着众多潜在消费者的关注。今天,就让我们一同深入探究温差对新能源车电池的影响,解开新能源车续航背后的 “温差密码”。

二、温差影响电池的原理大剖析

(一)低温下的电池 “困境”

当环境温度降低,新能源车电池就仿佛进入了一个 “困境”。从电池内部的微观层面来看,锂离子在电极之间的迁移速度会显著变慢。这是因为低温使得电解液的黏度增加,锂离子在其中移动时受到的阻力增大,就像在浓稠的糖浆中穿梭一样艰难 。与此同时,电池的内阻也会增大,这使得电流通过时的能量损耗增加,进一步降低了电池的放电效率。简单来说,原本可以快速、高效释放电能的电池,在低温下变得 “迟钝”,活性大幅降低,这就是为什么在寒冷的冬天,新能源车的续航里程会明显减少。

除了电池内部的这些变化,车辆在低温环境下的使用习惯也会进一步加剧续航的缩短。为了让车内乘客感到温暖,车主通常会开启座舱制热功能,而这一过程需要消耗大量的电能。以一款常见的纯电动紧凑型 SUV 为例,在 - 10℃的环境下,开启最大功率为 5kW 的制热系统,每小时将额外消耗约 5 度电。假设该车在常温下的续航里程为 400 公里,百公里电耗为 15 度,那么在开启制热系统后,续航里程将大幅缩短至 250 公里左右,衰减幅度高达 37.5%。

此外,为了保护电池并提升其性能,一些新能源车还配备了电池预热系统。当电池温度过低时,该系统会自动启动,通过消耗电能来加热电池。这无疑又增加了车辆的能耗,使得续航里程进一步减少。

(二)高温下的电池 “危机”

与低温环境不同,高温对新能源车电池来说同样是一个巨大的挑战。在高温环境下,电池内部的化学反应变得异常活跃,电解液的分解速度加快。电解液是电池中实现离子传导的关键物质,其分解会导致电池内部的离子浓度失衡,进而影响电池的性能。为了控制电池温度,防止其过热,新能源车通常会配备主动冷却系统,如液冷系统。该系统通过循环冷却液来带走电池产生的热量,确保电池在适宜的温度范围内工作。然而,这一过程也需要消耗电能,增加了车辆的能耗。

除了电池冷却系统,高温环境下车内空调制冷的能耗也不容小觑。在炎热的夏天,为了保持车内凉爽,车主会频繁开启空调。空调的制冷压缩机需要消耗大量电能,其功耗甚至可能超过车辆行驶时的平均电耗。例如,一款中型纯电动轿车,在 35℃的高温环境下,开启空调制冷时,压缩机的功率可达 3 - 5kW,这使得车辆的整体电耗大幅增加,续航里程也随之缩短。

更为严重的是,持续的高温还可能对电池造成永久性的损害,导致电池容量的衰减。高温会加速电池内部电极材料的老化和结构破坏,使得电池的可充放电次数减少,容量逐渐降低。据研究表明,在 45℃以上的高温环境下长期使用,电池的容量可能在一年内衰减 10% - 15%,这对于新能源车的长期使用和保值率都有着重大影响。

三、实测数据:温差与续航的 “数字较量”

(一)低温续航实测惨状

为了更直观地了解温差对新能源车续航的影响,我们来看一些权威的实测数据。在汽车之家的《新能源超测》中,对 60 多款主流新能源车进行了跨越 70℃温差的极限测试 。其中,在内蒙古温区(-40℃ /-25℃)的极寒环境下,纯电车型的表现可谓惨不忍睹。多数纯电车型的续航达成率仅在 40% 上下,平均电耗 30kWh/100km 以上的车型占比超过 75% 。以特斯拉 Model 3 为例,在京津冀低温区(平均气温 10°C)时,其续航里程为 550.0km,续航达成率为 90.8%,百公里能耗为 11.56kwh;而在呼伦贝尔寒冷区(平均气温 - 15°C),续航里程降至 234.0km,续航达成率仅为 38.6%,百公里能耗上升至 30.45kwh,充电时间也从 25 分钟延长至 52 分钟 。如此巨大的差距,充分说明了低温对新能源车续航的严重影响。

(二)高温续航实测表现

在高温环境下,新能源车的续航表现同样不容乐观。在懂车帝 2023 年夏测中,对 37 款纯电动汽车进行了高温满载续航测试。测试条件为气温超过 40℃、地表温度接近 60℃,车辆小计里程清零、空调 24 度自动、驾驶模式调整到经济、动能回收调整到标准,并且除驾驶员外每个座位都配有 60 公斤沙袋。结果显示,续航达成率最高的阿维塔 11 为 76.3%,而最低的五菱宏光 MINI EV 仅为 46.6% 。大部分车型的续航达成率在 60% - 70% 之间,这表明高温环境下新能源车的续航也会出现明显的衰减。

导致高温续航衰减的主要原因是电池散热和空调制冷能耗的增加。在高温天气下,为了保证电池的正常工作温度,电池散热系统需要消耗大量电能;同时,车内空调制冷也需要消耗大量能量,进一步加剧了续航的衰减。例如,在新疆吐鲁番进行的一次高温测试中,官方续航为 610km 的小鹏 P7i,在气温超过 40℃的环境下,续航为 454km,续航达成率为 74.4% 。虽然小鹏 P7i 凭借全栈自研的整车能耗策略和三电控制系统,以及全新的 X-HP2.0 智能热管理系统,在高温续航测试中表现较为出色,但依然无法避免续航的衰减。

(三)适宜温度续航理想状态

与低温和高温环境形成鲜明对比的是,在适宜的温度条件下,新能源车的续航表现十分理想。当环境温度在 15 - 25℃时,电池的活性最佳,电解液的离子传导性良好,电池内阻较低,能够高效地充放电 。同时,车内空调的能耗也相对较低,不需要为了调节温度而消耗过多电能。在这种情况下,新能源车的实际续航里程可以达到标称值(NEDC/WLTP)的 90% - 100% 。例如,比亚迪汉 EV 在 25℃时,续航达成率约为 95%;特斯拉 Model 3 在动能回收高效的情况下,续航达成率甚至可达 100% 以上 。这充分说明,适宜的温度对于新能源车续航的重要性。

四、温差影响下的车型 “众生相”

(一)低温表现优秀车型

在低温环境下,也有一些车型表现出了相对优秀的续航能力。例如小鹏 P7,在汽车之家新能源超测中,其续航达成率为 47.2%,实测续航为 316.2km 。小鹏 P7 搭载的 X-HP 3.0 智能热管理系统功不可没,该系统能智能识别场景,针对不同驾驶场景进行全面优化,实现了 45 公里的续航提升 。同时,其 AI 智能配电功能使低压能耗降低 17%,进一步提升了续航表现 。此外,小鹏 P7 还采用了全球领先的 16000 吨超级压铸技术,成功减重 30kg,并带来 8 公里的续航提升 。

腾势 N7 同样表现出色,在 - 40℃~-25℃极寒温区测试中,实测续航 322km,续航达成率高达 51.1% ,是纯电 SUV 和 30w 以上车型的双料冠军 。腾势 N7 搭载的比亚迪自研刀片电池,安全性高、循环寿命更长,更加抗冻耐热,而且充电速度更快 。其优秀的续航达成率,得益于高效的电池管理系统和先进的热管理技术,有效保障了电池在极寒环境下的稳定性能 。

(二)高温表现稳定车型

在高温环境下,也有部分车型的续航表现相对稳定。例如阿维塔 11,在懂车帝 2023 年夏测高温满载续航测试中,续航达成率最高,为 76.3% 。阿维塔 11 搭载的华为 DriveONE 双电机系统,具备高效的能量回收能力,能够在制动过程中将部分动能转化为电能储存起来,减少能量的浪费,从而提升续航里程 。同时,其智能热管理系统能够根据电池和电机的实时温度,精准地调节冷却系统的工作状态,确保电池和电机在高温环境下始终保持在最佳工作温度范围内,有效降低了电池散热和空调制冷的能耗 。

小鹏 P7i 在高温续航测试中也有着不错的表现,官方续航为 610km 的小鹏 P7i,在气温超过 40℃的环境下,续航为 454km,续航达成率为 74.4% 。这得益于小鹏 P7i 全栈自研的整车能耗策略和三电控制系统,以及全新的 X-HP2.0 智能热管理系统,能够实现对电池和电机的精准温控,有效提升了高温环境下的续航能力 。

(三)不同电池类型受温差影响差异

不同类型的电池在温差影响下的续航表现存在明显差异。目前,新能源车市场上主流的电池类型是三元锂电池和磷酸铁锂电池。在低温环境下,三元锂电池的性能明显优于磷酸铁锂电池 。实验室数据显示,在 - 10℃环境下,磷酸铁锂续航缩水可达 40%,而三元锂仅为 25% 。这是因为磷酸铁锂电池的橄榄石晶体结构在低温下会导致锂离子迁移速度变慢,电压平台在低温下下降更明显,-10℃时容量衰减至 60%,充电效率下降 50% 。为了保持电池温度,磷酸铁锂车型平均需消耗 8%-15% 电量用于电池保温 。而三元锂电池由于材料组成中镍钴锰(NCM)或镍钴铝(NCA)的高活性配方,能量密度普遍比磷酸铁锂高 20%-30%,在 - 20℃仍能保持 75% 以上容量,且自发热特性减少了温控损耗,保温能耗仅 3%-5% 。

在高温环境下,磷酸铁锂电池的稳定性则优于三元锂电池 。45℃时,磷酸铁锂电池的循环容量保持率约 85%,热分解温度高(约 700℃),安全性更佳 。而三元锂电池在 60℃时循环寿命显著下降,正极材料热稳定性较差(分解温度约 200℃),易引发热失控 。虽然在高温下两者容量都略有提升(如 55℃时容量为常温的 105%),但三元锂电池的温升显著(低温放电时温升可达 28.4℃),需严格热管理 。

五、应对温差,车企与车主的 “攻防战”

(一)车企的技术革新

为了应对温差对电池的影响,各大车企纷纷投入研发,推出了一系列先进的技术。其中,热泵空调技术成为了提升低温续航的关键。热泵空调通过转移热量而非直接产生热量来实现制热,其能效比(COP)通常可以达到 3 以上,而传统电阻加热器的能效比仅为 1 。这意味着热泵空调在消耗同等能量的情况下,有能力提供三倍的热量,从而极大地减少了加热过程中对电能的消耗。以特斯拉为例,其部分车型配备的热泵空调相比传统 PTC 制热节能 30% - 50% ,有效提升了低温环境下的续航里程。

电池预加热技术也是车企应对低温的重要手段。在低温环境下,电动汽车电池的性能会显著下降,充电时间延长,续航里程缩短。电池预加热技术通过在电池充电或使用前,利用外部热源对电池进行加热,使其温度升高到适宜的工作温度范围,从而提高电池内部的化学反应速率,增强电池的充放电能力 。例如,蔚来、小鹏等车企的电池温控系统,能够在车辆静置或充电时提前对电池进行预热,减少低温对电池性能的影响,提升续航表现。

在高温环境下,液冷 / 直冷系统则发挥着重要作用。液冷系统采用防冻液作为换热介质,通过循环冷却液来带走电池产生的热量,确保电池在适宜的温度范围内工作 。目前,液冷系统是主流的电池冷却方式,能够有效控制电池温度,减少温差,延长电池寿命 。而直冷系统则使用冷媒作为介质进行直接换热,相比于液冷系统的间接换热,具有更高的换热效率、更轻的系统质量、更小的系统体积 。例如,特斯拉的 BMS 冷却管理系统,每个电池单元都对着冷却液管,管道像蛇一样缠绕在电池周围,以提供更多的热量传递区域,能够在高温和低温时均对电池温度进行有效控制 。

此外,智能热管理系统的应用也越来越广泛。智能热管理系统能够整合座舱与电池温控系统,根据电池和电机的实时温度,精准地调节冷却系统的工作状态,实现对能量的高效利用 。例如,华为 DriveONE 多合一电驱系统,通过智能热管理技术,能够在不同工况下对电池和电机进行精准的温度控制,减少能量浪费,提升车辆的整体性能和续航能力 。

(二)车主的实用小窍门

除了车企的技术革新,车主在日常用车中也可以采取一些实用的小窍门,来减少温差对新能源车续航的影响。在低温环境下,车主可以提前在充电时启动电池预热功能,利用充电桩的电力而非电池电量来加热电池,这样既可以减少电池的能耗,又能提升电池的性能 。同时,使用座椅加热或方向盘加热来替代空调制热也是一个不错的选择,因为座椅加热和方向盘加热的能耗相比空调制热要低 50% 以上 。在出行前,合理规划行程,减少不必要的短途行驶,也能降低电池在低温环境下的损耗。

在高温环境下,车主停车时应尽量选择阴凉处或使用遮阳帘,减少车辆暴晒,降低车内温度,从而减少空调制冷的能耗 。此外,启用 “预约充电” 功能,避开高温时段充电,也可以保护电池寿命 。因为在高温环境下充电,电池会产生更多的热量,加速电池的老化和容量衰减。在使用空调时,合理设置温度和风速,避免将温度设置过低或风速调得过大,也能有效降低能耗,提升续航里程。

六、总结与展望:新能源车续航的未来之路

温差对新能源车电池的影响是多方面且显著的。低温下,电池内部锂离子迁移速度减缓、内阻增大,活性降低,加上座舱制热和电池预热等额外能耗,导致续航大幅缩水;高温时,电池内部化学反应加剧,电解液分解,散热和空调制冷能耗增加,不仅影响续航,还可能对电池造成永久性损害 。不同车型和电池类型在温差影响下的表现各有差异,但总体而言,温差无疑是新能源车续航的一大挑战。

然而,随着技术的不断进步,新能源车续航的未来依然充满希望。固态电池技术的研发取得了积极进展,其能量密度相比传统锂离子电池有显著提升,有望大幅提升新能源车的续航里程 。据预测,固态电池的能量密度可能达到 500Wh/kg,是目前液态电池的 2 - 3 倍,这意味着搭载固态电池的电动汽车续航里程将大幅提升,甚至可以媲美燃油车 。同时,更智能的热管理系统也在不断发展,能够更加精准地调节电池和车辆各部件的温度,实现能量的高效利用,进一步减少温差对续航的影响 。

此外,充电基础设施的不断完善,如超级充电站、无线充电技术及智能充电桩的普及,也将为新能源车的使用提供更多便利 。随着新能源车技术的不断创新和突破,我们有理由相信,新能源车续航的 “温差密码” 将被逐步解开,新能源车将在未来的出行领域发挥更加重要的作用,为我们带来更加绿色、高效、便捷的出行体验 。

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(内容来源:海外网)

作者: 编辑:方慧敏

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