每逢冬天半条命,这是电动车在冬季续航缩水的真实写照。以笔者近几天实际骑行的体验来看,相比夏季30℃环境中的续航水平,同一款车型在冬季-5℃环境下骑行的续航能力缩水接近40%(已排除电池损耗误差)。续航能力对于电动车来说本就是勉强够用,入冬以后几近“腰斩”更是让电动车党们大呼伤不起。每逢冬季半条命,电动车续航难题究竟怎么破?
●为什么续航缩水? 天气冷离子也容易犯懒
天气一冷,人就容易犯懒,别说出去跑步锻炼,多走几步路都开始打哆嗦。冬天犯懒的不只是各位小伙伴,电池中的离子也是一样,这么冷的天,谁还愿意来来回回地折腾呢?
目前电动车上采用的电池,无论是铅酸电池还是锂电池,归根结底都是化学电池,通过离子在电解质中的移动产生电流。在低温环境中,无论是电极反应速度还是离子传送速度都会受到较大影响,所以电池的性能就会大幅下降。
锂电池放电工作原理
说完了放电,我们也有必要聊聊充电。以锂电池为例,在低温环境中,石墨电极的嵌锂能力下降,大功率充电就非常容易在负极析出金属锂,表面的金属锂很难全部嵌入电极中,造成电池容量损失。
锂电池充电原理示意
另外,析出的金属锂可能形成锂枝晶刺穿隔膜,造成电池内部短路,这已经不是续航缩水的问题了,而是电池有起火爆炸的风险了。
低温环境下,放电慢吞吞,充电也不利索,电池性能缩水是必然,续航腰斩自然也是顺理成章。
2低温困局 业界给出两个方案●如何低温困局? 业界给出两个方案
目前业界已经对低温环境下电池性能缩水的问题给出了几个解决方案。
1.简单粗暴法 直接给电池加热
不就是因为电池忖度过低么?那直接给电池解热不就行了?于是有厂商在电池外壳上增加了一些电热元件,当温度过低时便启动电加热装置,保证电池温度在一个合理的范围内。
研究人员在电池内部加入自加热组件
这一方案实施起来难度不大,但问题是电加热元件也需要借助电池才能工作,在低温环境中想要保证电池温度在正常工作范围,加热所需电量也非常可观(参见电动汽车冬季开空调)。另外,如果电热元件排布不均造成局部温度差异过大,也会影响电池的正常工作。
2.用耐低温材料替换现有电池元件
电池发展了这么多年,科学家总算是找到了几种用着还不错的电极和电解质材料,包括现在铅酸电池以及锂电池在内,虽然目前已经有通过改变内部材料来提升低温状态下表现的工艺和新材料,但是综合考虑产品的使用寿命、生产成本以及电池稳定性等因素,目前消费级电池在低温环境中表现都差强人意。
研究人员还在不断寻找性能更好的新电极材料
我们总能从新闻媒体端看到各类电池获得突破的新闻,但是实际上这些技术绝大多数还仅仅停留在实验室阶段,有些甚至只是理论计算得出的结论,短时间内根本无法实际应用。所以不要指望近期又发现什么新材料能解决这一尴尬。
目前正式商用的电池中,三元锂电池属于低温特性较好的电池之一,但是由于其安全性和循环次数较磷酸铁锂电池存在较大差距,所以在交通出行领域,三元锂电池的使用受到了严格限制。
3DIY实战 民间高手自有妙招●DIY实战 民间高手自有妙招
目前想要从厂商那里改变电动车冬季续航不足并不现实,但这并不妨碍来自民间的智慧去临时性地缓解电池的尴尬。
在北方地区,有用户在冬季使用泡沫板等轻便的隔热材料将电池紧紧包裹,良好的保温性能加之电池在工作时的自放热,当室外温度不低于-10℃时,电池的温度基本能保持在0-5℃左右,电池性能虽有降低,但电量不至于损失太多。
淘宝上有售的电动车电池保温套
在冬季室外温度更低的地区,有用户除了使用泡沫板之外,在空间允许的情况下还加入了棉被,同时内部包裹几个装满热水的塑料瓶,这样能够保证电池可以正常工作,不至于半路电池直接因温度过低而停止工作。
淘宝上有售实现自动电加热的电池箱
而在东北地区,一般的磷酸铁锂电池已经无法耐受极端严寒天气,部分车友在使用了棉被+泡沫板+热水瓶的保温装备之外,还换装了低温性能更好的三元锂电池。但是很多来自东北的车友都建议,这种天气还是放弃电动车吧,什么电池在-30℃的东北都得玩儿完。
除了给电池防寒保暖之外,不少专业人士都提到了很重要的一点,就是一定要将车辆或者电池置于室内温暖的环境中充电,以防低温下充电损伤电池,低温下不建议充电的原理我们之前已经讲过,所以这里不再赘述。
当然,从用户自身的角度出发,在冬季使用电动车,避免急起急刹,保持合理车速,培养良好的骑行和保养习惯等都能一定程度缓解电池缩水的尴尬。但是,这些方法也只能起到缓解的作用,现阶段想要从根本上解决这一问题,还是老老实实换一块容量更大的电池吧。
总结:
冬天骑电动车一定要十二分的小心,除了要注意给电池保暖,在温暖的环境中给电池充电之外,也要时刻注意电池的温度,不要因使用保养不当造成电池过热发生起火的事故。每逢冬季半条命,这个电池的尴尬目前还真的没有更好的解决办法,并且冬季骑电动车对于用户来说本身就是煎熬,所以笔者建议用户在恶劣的天气中还是尽量避免使用电动车吧。
电动车怎么增加续航?这是电动车一族十分关心的话题,特别是在新国标电动车政策出台以后。本人就是电动车一族,也曾经改过,积累经验一点经验给大家分享一下。
2012年从北海回到南宁买了一辆艾丽斯小电动,就是现在所谓的新国标样式的了,当时没钱嘛,只够买这种罪便宜的了。
原装自带的是48伏10或者是12安时的电瓶,续航40公里,不能满足骑行需求,决定改装,加一组大电瓶。
去了电动车配件批发市场,找了一家电瓶店,问好价格,量好尺寸,长宽高,回去找角钢焊了一个像楼梯踏步一样的空心支架,支架两侧用镀锌扁铁焊了两个翅膀,用于固定支架和电瓶,扁铁钻两个孔,把坐垫下面的减震弹簧的两颗螺丝取下来,把支架放好螺丝穿过去扭紧。
支架固定成功,去到电瓶店装好电瓶开始体验改装成果了。第一次跑回家,心里没谱儿,在市里面一路小心翼翼,尽量避免刹车,起步用脚蹬几下,你可别说,160多公里到家还刚刚好。原装电瓶跑40公里,新加的这一组跑了一百二十多公里,跑了整整6个小时,累死人了,天不亮就跑,记得好像是四点就起床出发了,到中午才到家。
用了两年,跑了很多趟回家,冬天就不行了,后来又想办法,买了一组48伏10安的锂电瓶,加了一个1000瓦的逆变器,冬天回家不够电就变成220伏,边走边充,这种情况也用了一段时间,时间太久了,太累了,后来又想换速度快一点的电动车,这不又换了大电摩。
大电摩也用了好几年了,在电不够用的时候,又把原来小电动车上用的带逆变器的小锂电瓶拿来偶尔用用,也是边走边充。
注意哈,不是等到电用完了再边走边充,而是感觉车没有劲了,电不多了才开始边走边充的,不然电供应不上,毕竟充电很慢,用电很快。
大家不要学我哈,毕竟改成这样的续航远了,速度很慢,走起来很累,有一次我骑车都打盹了,差点没骑进沟里去,猛然醒悟了,幸好没事。
好了,拿我的锂电瓶出来给大家看看吧,平时用不到的时候可以拿来停电时候应急,也可以接个直流的灯泡用用,还可以在半路用用电吹风等等,小用处还是不少。如下图就是我的小锂电瓶了: