進入冬季，特別是在我國寒冷的北方，電動汽車用戶經(jīng)常會抱怨車輛的續(xù)航里程較表顯有大幅衰減，在某種程度上加劇了用戶的“續(xù)航焦慮癥”。為了更好地摸底電動汽車冬季使用出現(xiàn)的電耗增加等問題成因和領(lǐng)先企業(yè)的應對策略及建議，中國汽車工業(yè)協(xié)會對典型的整車和動力電池企業(yè)進行了調(diào)研，汽車縱橫全媒體在整理企業(yè)反饋結(jié)果和采訪行業(yè)專家的基礎(chǔ)上，整理成文，供電動汽車行業(yè)企業(yè)參考，目的是為我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展尋找有效對策，促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

電動汽車在低溫環(huán)境下行駛，除了面臨續(xù)航里程大幅衰減外，還容易出現(xiàn)動力性明顯不足、駕駛體驗差等，整車性能明顯“縮水”，影響了用戶在冬季的駕駛體驗。究其原因，電動汽車在冬季續(xù)航里程大幅衰減主要是因為電耗增加，而冬季用車導致能耗增加并非電動汽車的“專利”，傳統(tǒng)燃油汽車也同樣面臨這一問題，發(fā)動機冷啟動時會加大噴油量達到熱機狀態(tài)，因此也會使得冬季使用時油耗顯著增加。只不過因為二者的計算和顯示能量的邏輯不同，因此車主在冬季使用傳統(tǒng)燃油汽車時的感受并沒有使用電動汽車那樣明顯。此外，電動汽車在冬季使用時電耗顯著增加也并非只出現(xiàn)在中國，在寒冷的北歐地區(qū)同樣如此。因此，提升電動汽車的低溫性能是世界范圍內(nèi)一直以來要攻克的共性難題。

為了更好地幫助行業(yè)改善電動汽車低溫性能，提升用戶的冬季駕駛和用車體驗，助力我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，中國汽車工業(yè)協(xié)會向幾家典型的新能源汽車代表性企業(yè)進行了調(diào)研，幾家整車企業(yè)和電池供應商第一時間做了積極反饋。資料分析了電動汽車在冬季使用時出現(xiàn)問題的原因，給出了企業(yè)相應的技術(shù)解決方案，并針對提升整車在冬季的性能表現(xiàn)、提升用戶駕駛體驗等給出了切實的建議。

冬季用車續(xù)航里程大幅衰減的成因分析

1、電池化學性質(zhì)和材料物理特性所決定的

無論是三元鋰電池，還是磷酸鐵鋰電池，在低溫工作都會出現(xiàn)續(xù)航里程縮短，這是由其電化學性質(zhì)和材料物理學特性所決定的。在寧德時代提交的資料中，分析了造成低溫時電動汽車續(xù)航里程快速衰減的成因。鋰離子電池在低溫時內(nèi)阻增大，活性降低，充放電功率明顯下降（如-25℃和5℃相比，充電能力下降超過80%，放電能力下降超過85%），且低溫充電易發(fā)生負極析鋰，嚴重影響電池壽命和安全。為保護電池，電池管理系統(tǒng)（BMS）控制策略會嚴格限制低溫下電池工作邊界，造成低溫條件下整車性能明顯下降，成為用戶的“痛點”。另外，目前整車續(xù)航里程公告數(shù)據(jù)，測試依據(jù)是國家標準GB/T 18386-2017《電動汽車能量消耗率和續(xù)航里程試驗方法》，該標準只有室溫（20～30℃）下的NEDC工況（新歐洲駕駛周期，是歐洲的續(xù)航測試標準，工信部在對純電動汽車的綜合里程進行測試時，采用NEDC測試標準）和等速工況測試，無論是測試溫度還是測試工況都比實際條件簡單溫和，進一步加大了用戶對續(xù)航里程衰減的抱怨。

寧德時代：加強前沿技術(shù)研發(fā)，提升動力電池性能

上汽新能源在資料中指出，低溫對動力電池性能的影響很大，-20℃時動力電池僅能輸出60%左右的電量。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，純電動汽車的電子電氣系統(tǒng)更加復雜，大部分零部件都有其最佳的工作溫度范圍，如動力電池對溫度高度敏感，高效的工作溫度為10～30℃，高低溫環(huán)境需要對電池包溫度進行調(diào)節(jié)，需對應給電池包提供或帶走一定熱量。

2、低溫時車內(nèi)加熱設(shè)備的使用導致電耗增加

電動汽車在冬季使用時，駕駛室空調(diào)需要消耗相當電量，導致電耗快速上升。上汽新能源在解釋溫度對動力電池性能的影響時提到，一般加熱器件的功率為3～4 kW，車輛每行駛1小時耗電3～4 kWh，純電動汽車電量為35 kWh以上，一般空調(diào)能耗占比在20%左右。由于動力電池在低溫下輸出能量大幅降低，同時又增加了空調(diào)、加熱座椅及大燈等加熱設(shè)備的使用，用戶會明顯感覺到續(xù)航里程大幅降低，掉電速度加快。據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心發(fā)布的資料顯示，造成冬季影響電動汽車續(xù)航里程的關(guān)鍵原因是室外溫度+空調(diào)。試驗結(jié)果顯示，在室外-7℃、車內(nèi)22℃的情況下，車輛平均續(xù)航里程下降39%，一些不具備電池溫控系統(tǒng)的微型車甚至會下降60%。

造車新勢力的頭部企業(yè)蔚來汽車在提交的資料中指出，冬季開啟空調(diào)對電動汽車的續(xù)航里程產(chǎn)生極大的影響。在電動汽車中，制熱功能多由PTC加熱器實現(xiàn)，其本質(zhì)上是通過電流的焦耳效應實現(xiàn)制熱，效率較低（0.8～0.95之間）。冬季駕駛艙的環(huán)境控制負荷更大，因此冬季開啟空調(diào)將會導致電動汽車的續(xù)航里程大幅下降（近50%），嚴重影響電動汽車在冬季的使用。

3、不同的駕駛習慣直接影響續(xù)航里程

與傳統(tǒng)燃油汽車一樣，駕駛習慣也是影響動力電池冬季性能表現(xiàn)和續(xù)航里程不容忽視的重要因素之一。冬季清晨，電動汽車整體處于低溫狀態(tài)，車輛行駛初期滿負荷運轉(zhuǎn)，造成電耗較快，直接體現(xiàn)為電動汽車續(xù)航里程快速縮短，待車輛行駛一段時間后，汽車耗電量會趨于平穩(wěn)。同時，電動汽車用戶的加速踏板操作習慣還未形成，常以傳統(tǒng)燃油汽車的駕駛習慣來駕駛電動汽車，而電機扭矩響應為0.2秒（發(fā)動機為1.8秒）遠快于傳統(tǒng)燃油汽車駕駛員的預期，容易給人留下車速難控制的感覺，并且電耗會大幅提高。因此，在寒冷冬季使用電動汽車時，駕駛員應該養(yǎng)成良好的駕駛習慣，比如，平穩(wěn)駕駛，避免急加速、急減速，根據(jù)表顯電量提前規(guī)劃好行駛線路等，盡量使電量發(fā)揮最大作用。良好的駕駛習慣有助于提升電動汽車性能，延長低溫條件下的續(xù)航里程。

當然，導致電動汽車冬季續(xù)航里程縮短的原因還有很多，包括整車低溫設(shè)計、充電時間長和低溫下無法充滿電等。

提升電動汽車低溫性能的應對策略及建議

事實上，電動汽車在冬季使用時性能下降、續(xù)航里程大幅衰減并非最近一兩年才出現(xiàn)的新問題。很多整車、電池企業(yè)和研究機構(gòu)等多年前就開始尋找解決方案，現(xiàn)有的解決方案主要是通過外部加熱提高電池溫度，加熱方式有熱敏電阻（PTC）、加熱膜或液冷系統(tǒng)。由于電池體積和熱阻大，外部加熱速率低（0.2～0.5℃/min），但相較于熱泵效果并不理想。

為了更好地解決這一“痛點”，寧德時代提出了一種電池內(nèi)部快速自加熱技術(shù)。其主要原理是對電池進行大電流脈沖充放電，利用電池自身內(nèi)阻對電池加熱，通過調(diào)節(jié)脈沖占空比調(diào)節(jié)加熱電流大小。該方案幾乎不增加成本，且完全自主創(chuàng)新，已在國內(nèi)外申請了60余篇專利。實測表明該方案可在15min之內(nèi)將電池包從-25℃加熱到5℃，容量損失6%，放電能力提高7倍，充電能力提高5倍，與其他加熱方案相比，該方案的綜合性能更優(yōu)。

蔚來汽車提出，研發(fā)耐低溫電池是解決冬季續(xù)航里程下降較為根本的辦法，主要方向包括改善電解液低溫性能與全天候電池，但目前仍處于實驗階段。此外，高效的熱管理系統(tǒng)是當前最可行的冬季增加續(xù)航里程的解決方案。蔚來汽車還提到，除了在技術(shù)上優(yōu)化電芯低溫性能、提升電池充放電能力外，多樣化的補能設(shè)施也是解決當前低溫充電問題的重要手段。蔚來汽車通過家用慢速充電樁、20 kW直流充電樁、超級充電樁、移動充電車和換電站等補能產(chǎn)品，目前已基本覆蓋各用車場景，持續(xù)為用戶提供“加電比加油更方便”的補能體驗。

蔚來汽車：多樣化的補能設(shè)施是解決當前低溫充電問題的重要手段

特斯拉在呈交的資料中表示，公司高度重視電動汽車低溫使用問題，“正采用技術(shù)手段和宣傳引導兩方面的綜合措施，提升電動汽車低溫行駛性能，不斷改善用戶體驗”。在技術(shù)手段方面，主要包括車輛表顯續(xù)航里程接近于真實使用狀態(tài)、電池熱管理技術(shù)保障電池性能、軟件升級提升磷酸鐵鋰電池精準估算、引入熱泵技術(shù)降低冬季能耗，以及智能互聯(lián)直流快充系統(tǒng)保持充電速度等。

特斯拉認為，從長期來看，通過持續(xù)投入先進電池技術(shù)的研發(fā)解決冬季用車出現(xiàn)的性能下降及續(xù)航里程縮水等問題。新的電池技術(shù)有助于進一步降本增效、提升純電動汽車性能和續(xù)航能力。特斯拉公布的最新電池技術(shù)包括全新尺寸的4680無極耳電池，選用儲能效果更好的生硅材料重新開發(fā)電芯負極，采用不含鈷的高鎳正極材料，建造全新電芯工廠，以及開發(fā)出一種全新的車身架構(gòu)，將電池包設(shè)計為車身結(jié)構(gòu)件，將電池包和車身前后部一體化成型。這一車身架構(gòu)將提升14%的續(xù)航里程，將整體結(jié)構(gòu)減重10%，并減少370個零件。

特斯拉：從長期來看，通過持續(xù)投入先進電池技術(shù)的研發(fā)解決冬季用車出現(xiàn)的性能下降及續(xù)航里程縮水等問題

上汽新能源則認為，低溫地區(qū)適合推廣插電式混合動力汽車和燃料電池汽車。插電式混合動力汽車的空調(diào)采用發(fā)動機供熱，溫度到設(shè)定值后，發(fā)動機會自動關(guān)閉，可利用余熱繼續(xù)供暖，不需要長時間開啟發(fā)動機，以降低排放和能耗。燃料電池汽車由于燃料電池工作點在70℃左右，發(fā)出的大量熱量可以確保空調(diào)和其他需要供暖的部件，同時大幅提高燃料電池的能量利用率，最高可達80%左右。上汽新能源有40輛FCV80燃料電池汽車在遼寧推廣示范，那里全年有5個月低溫天氣，其中2個月為低于-20℃的極寒天氣，所有車輛均能夠正常運營，而純電動汽車則基本無法使用。

上汽新能源：40輛FCV80燃料電池汽車在遼寧推廣示范應用，在極寒天氣下仍可以正常運營

多方協(xié)同，營造新能源汽車產(chǎn)業(yè)良好生態(tài)

2020年是中國汽車史上極不平凡的一年，新冠疫情對全球汽車制造業(yè)造成了巨大沖擊。根據(jù)最近各國最新發(fā)布的2020年汽車銷量數(shù)據(jù)來看，中國是汽車產(chǎn)業(yè)惟一保持總體穩(wěn)定發(fā)展的國家。2020年我國新能源汽車市場逆勢增長，銷量完成136.7萬輛，同比增長10.9%，這一成績來之不易。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會預計，2021年我國新能源汽車市場同比增長將保持在40%左右。新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系和配套設(shè)施也日趨完善，根據(jù)中國充電聯(lián)盟充換電統(tǒng)計數(shù)字顯示，截至2020年11月，我國各類充電樁保有量近160萬個，充電站共有45219座，換電站有535座，已建成約4.9萬公里的高速公路快充網(wǎng)絡(luò)。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正進入加速發(fā)展的新階段。

工信部高度重視電動汽車低溫使用問題，這關(guān)乎產(chǎn)業(yè)發(fā)展和廣大消費者切身利益。2021年1月10日，“工信微報”顯示，1月8日工信部副部長辛國斌主持召開了電動汽車低溫使用問題研討會，與整車和動力電池企業(yè)、高校、研究機構(gòu)等近30名代表進行交流討論，詳細了解實際情況，組織研究解決措施。作為政府主管部門，工信部將進一步加強監(jiān)管，組織有關(guān)單位制定電動汽車技術(shù)規(guī)范，加快推廣應用中國工況，明確低溫環(huán)境產(chǎn)品性能和技術(shù)要求，加強產(chǎn)品準入和生產(chǎn)一致性檢查。辛國斌還強調(diào)指出，本著“以人民為中心”的根本出發(fā)點，汽車企業(yè)要加強售后服務，及時解決用戶訴求，行業(yè)機構(gòu)要加強科普宣傳，引導消費者正確使用電動汽車。整車和電池企業(yè)應進一步加強技術(shù)攻關(guān)，提升電動汽車低溫行駛性能，改善用戶體驗，高校和研究機構(gòu)要加強基礎(chǔ)共性技術(shù)研究，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。

結(jié)語

營造新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的良好生態(tài)需要行業(yè)上下齊心協(xié)力。作為政府與企業(yè)、企業(yè)與企業(yè)溝通的橋梁與紐帶，中國汽車工業(yè)協(xié)會本著維護汽車行業(yè)的整體利益，促進中國汽車工業(yè)、特別是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展這一理念，積極引導廣大電動汽車整車企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)研發(fā)方面不斷下功夫，并與終端消費者保持信息透明，及時解決終端用戶的訴求，改善用戶駕駛體驗；引導電池制造商加強前沿技術(shù)攻關(guān)，提升電池在不同溫度下的性能；呼吁科研機構(gòu)加強電動汽車相關(guān)的基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究；同時，還呼吁廣大用戶應理性客觀地看待電動汽車冬季續(xù)航里程衰減的現(xiàn)象，在冬季用車時應該養(yǎng)成良好的駕駛習慣，這也將有助于進一步緩解冬季使用出現(xiàn)的續(xù)航里程大幅衰減等問題。

發(fā)展新能源汽車已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成共識，無論是各國政府還是各大整車和動力電池供應商均對此高度重視并寄予厚望。發(fā)展新能源汽車是我國解決能源和環(huán)保問題，提升科技自主創(chuàng)新能力和汽車產(chǎn)業(yè)國際競爭力的重要途徑。我們必須認識到，新能源汽車市場化是一個漸進的過程，在大規(guī)模進入市場化推廣階段之前，必然面臨很多“痛點”，比如整車制造成本偏高、續(xù)航里程焦慮、環(huán)境耐受性較弱、充電時間長和安全性有待提高等。整車和動力電池供應商要高度重視，認真研究，要解決好這些問題，前沿技術(shù)的創(chuàng)新與突破是最大抓手。同時，廣大消費者也應該養(yǎng)成良好的駕駛習慣和用車習慣，營造更為和諧的新能源汽車用車環(huán)境?！肮?產(chǎn)-學-研-用”多方高效聯(lián)動，共同助力我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

原文標題：多方聯(lián)動，營造電動汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的良好生態(tài)

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