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美国汽车协会研究报告:热效应对电动汽车续航影响巨大

作者:中国储能网新闻中心 来源:厚势 发布时间:2019-07-03 浏览:

对于美国的大部分地区来说 2019 年的冬天是一个非常难熬的冬天。北极寒流极地涡旋夹带着骤强暴风雪横扫了美国中西部地区,甚至在通常气候温和的圣迭戈、洛杉矶以及拉斯维加斯气温也创下了历史新低。这对于越来越多的电动汽车拥有者来说绝对是一个坏消息,因为他们已经发现在极端温度下电动汽车的续航里程及充电时长都会受到不同程度的影响。

Henry Payne 是一名底特律新闻的汽车评论家,他有一辆 Tesla Model 3,Henry 表示:「在寒冷的日子里,Model 3 的续航里程至少减少了 30%。」当然这不仅仅是他感受到了这种变化,Timothy Grewe 通用汽车电动推进实验室的首席工程师也感受到了,他有一辆全新的雪佛兰 Bolt 电动车,他说:「通常情况下,Bolt 在充满电的情况下跑个 270 英里(432 公里)是没有问题的,但是温度掉到负数时只能跑 170 英里(272 公里)」

纯电动汽车在寒冷天气的续航里程问题,一直以来都是用户所关注的问题,也是在社交媒体上的常见话题。因此一些新的研究正试图量化这些影响。结果显示,当气温低于冰点时部分车辆的续航里程损失达到 50% 以上,但如果驾驶者关闭座舱加热系统的话情况会相对好一点。

1、AAA 美国汽车协会研究

最近的两项研究之一,同样也研究了高环境温度对续航里程的影响,我们发现热量也会影响续航但不会达到在寒冷天气时的那种程度。但即便如此,续航里程的降低不仅对车主造成了严重的影响,同样对于那些在未来的数年里准备向市场推出数十款电动化新车型的汽车制造商来说问题也一样严重。他们已经在这上面投资了数百亿美元,任何可能让消费者降低对电池技术吸引力的事情,都可能使得收回这些投资变得更加困难。

「我们发现温度对于电动汽车的影响远远超出我们的预期,」AAA 汽车工程总监 Greg Brannon 说,「对于所有计划部署推出电动汽车的制造商来说,这是他们必须要处理的事情。」AAA 总共测试了 BMW i3,雪佛兰 Bolt EV,日产 Leaf,特斯拉 Model S 和大众电动高尔夫这五款来自不同品牌的电动车型。AAA 的工程师对每辆车分别进行了 20°F(约零下 6.7°C)以及 95°F(35°C)的环境下的测试。

Brannon 表示,事实证明这些车辆对热条件的反应非常相似,当室外温度在 20°F(约零下 6.7°C)且未开启座舱加热系统的情况下续航里程平均减少 12%,这个下降幅度还是在可接受范围之内。但是一旦启动空调系统,续航里程则会平均下降 41%,换句话说 EPA 核定范围为 200 英里(380 公里)续航里程的纯电动汽车在这种情景下只能行驶 118 英里(188.8 公里)。

这些数字还不能完全反映潜在的续航里程损失,这里还没有考虑在冬季通勤时还会打开座椅或者方向盘加热或是打开前照灯的情况,驾驶者可以切实体会到这些影响,此外不仅仅是续航里程减少他们会还支出更多的费用。根据 AAA 估计,一位典型的美国纯电动汽车车主每 1,000 英里(1,600 公里)可能需要多支出 24.27 美元(约合 165 元人民币)。该研究团队同样还进行了在极热天气下的实验测试,当气温达到 95°F(35°C),如果驾驶员愿意忍受酷暑,那么续航里程仅下降 4%,但是一旦开启空调将直线下降 17%。

在温差 75°F(约 41.7°C)且关闭空调的情况下测试,续航里程百分比变化。(图片来源:AAA)

在温差 75°F(约 41.7°C)且关闭空调的情况下测试,MPGe 百分比变化。(图片来源:AAA)

(以电耗为例,美国 EPA 组织一直以能耗作为一辆汽车的重要指标,并设定了「MPG」值作为考量标准,而在新能源汽车「MPGe」的计算上,「e」代表的是每加仑汽油能行驶的英里数。将「汽油」转换为了「电」,换算后就变成每「33.7 度」电可以行驶多少英里。)

在温差 75°F(约 41.7°C)开启空调的情况下测试,续航里程百分比变化。(图片来源:AAA)

在温差 75°F(约 41.7°C)开启空调的情况下测试,MPGe 百分比变化。(图片来源:AAA)

2、消费者联盟研究

消费者报告杂志的出版商消费者联盟(Consumers Union)也进行类似的测试,其报告对 AAA 的调查作出了相同的回应。消费者联盟挑选了 2 款电动车进行了测试,一辆是特斯拉 Model 3 EPA 核定续航里程 310 英里(496 公里),另一辆是日产的 Leaf EPA 核定续航里程 151 英里(241.6 公里)。本次测试时室外平均气温在 0-10°F(约零下 17.8 ~零下 12°C)的情况下进行。

当特斯拉实际行驶了 64 英里(102.4 公里)后,续航里程表显示减少了 121 英里(204.8 公里),剩余电量大概还可以行驶 189 英里(302 公里)。而日产的表现更差,实际行驶了 64 英里(102.4 公里)后,续航里程表显示「烧了」141 英里(225.6 公里),当测试结束时其续航里程表上显示仅剩 10 英里(16 公里)。

3、电池适宜温度

AAA 的 Brannon 表示,部分问题在于「锂离子电池和我们喜欢同样的温度,大约是 70°F(21°C)左右。」如果外部温度远低于此,那么用于储存能量的化学物质会遇到各种问题。通用汽车的 Grewe 解释说,除此之外,电池组件还会产生越来越大的阻力,从而限制了它们可以承受的功率,以及电池组的充放电速度。

我们针对现代汽车 Kona 做了一次明显不科学的测试,在底特律室外温度 20°F(零下 6.7°C)的一天,我们使用 SAE L3 级 50-kW 充电器对它进行充电测试,45 分钟后里程表显示仅从 31 英里(49.6 公里)充到了 110 英里(176 公里),这几乎是汽车制造商在理想条件下承诺的一半。

在 AAA 进行研究测试的 5 个品牌中仅有特斯拉对结果表示异议,其发言人表示:「根据我们车队获得的实际数据显示,Model S 在室外温度 20°F(零下 6.7°C)的情况下没有消费者反应续航里程发生减少的情况发生,而在 95°F(35°C)的情况下也仅减少 1%。」但是来自日产 Leaf 项目的高管 Carl Phillips 表示:「毫无疑问温度会对电动汽车的续航里程有所影响,且所有的电动车在寒冷天气中表现都很相似。」

行业专家表示,电动车主可以通过很多种方式避免续航里程的减少。大多数纯电动车辆在插入充电器时可以「预先调节」,比如驾驶员可以利用电网电能,在出门用车前使用智能手机应用程序或是信息娱乐系统的内置软件启动座舱加热系统给车辆升温。同时汽车制造商还鼓励驾驶员在冬季里,可以使用座椅和方向盘加热系统减少对空调系统的依赖。

在温差 75°F(约 41.7°C)情况下测试,1,000 英里(1,600 公里)城市及高速公路综合工况下成本变化百分比。

4、AAA方法论

AAA 与洛杉矶南加州汽车研究中心(ARC)的汽车俱乐部合作,针对在使用和不使用 HVAC 系统的情况下,环境温度对电动车行驶里程的影响进行了初步研究。本次测试使用到了以下设备:安培小时计,OBD-II 扫描工具和测力计。

在选择本次测试车辆时预先设立了一套标准,比如该车型需要在全美国都有销售,EPA 核定续航里程不少于 100 英里(160 公里)。为防止单一品牌的过度代表,每家制造商仅可有一辆车参与测试。

来源:SAE International 国际自动机工程师学会

编辑:琪琪

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关键字:新能源汽车

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