详解冬季电动汽车续驶里程变短的原因
来源：宝鄂实业
2019-05-21 19:58
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早先，美国汽车协会就做了这样一个测试：工作人员选取了续驶里程同为160km的三款车，同时将他们停放在一个可以控制温度的实验室里充电，满电后模仿车辆行驶状态，直到电量耗尽为止。最终的测试结果显示：当温度在24℃时，三辆车的平均续驶里程可以达到168Km，然而，当温度被调整到零下3℃时，三辆车的平均续驶里程却仅仅能够达到69km，足足减少了约57%。由此可见，纯电动汽车的续驶里程与温度的高低有着直接的关系。
至于为什么纯电动汽车在寒冷的冬季续驶里程会缩短，行业相关专家表示：“主要原因在于动力电池本身。当外界温度较低时，电池的放电容量也会随之降低。”据了解，动力电池的最佳工作温度是25℃，当温度低于25℃时，电池容量则会低于额定容量。
专家还表示：“动力电池中电解液的抗阻会随着温度的降低而升高，造成电池电压的下降。当温度极低时，电解液不易扩散，其两极活性物质的化学反应速度会大大降低。此外，无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，在此情况下都会出现性能下降的现象。
如何保证电动汽车冬季续航
如何在冬季保护自己的纯电动汽车，使其续驶里程能够少降低一些？相关专家也给出了两点建议：第一，勤充电，使电池保持在足电状态下使用；第二，尽量将车停放于环境温度较高的地下车库，使其免受长时间雨雪或低温天气的影响。放电过程中，锂离子想要从负极来到正极，需要在一些动力的驱动下克服一些阻力才能实现。这些阻力包括，从负极结构中扩散出来要克服负极SEI膜阻抗；沿着电解液扩散需要克服电解液传导阻抗；穿越正负极之间的隔膜，需要克服隔膜阻抗；从电解液进入正极，需要克服正极SEI膜（这个膜的结构不是特别明显）和材料内部扩散阻抗。
那么锂离子克服这些阻力的动力哪里来？一方面来自于正负极材料电势差，正极材料与负极材料的势能差越大，电池表现出来的开路电压越高，电池存储的能量也就越多，这个属性也是电池能够放电的基本动力；另一方面，电解液中不同位置离子浓度的不同，驱动离子从高浓度位置向低浓度位置运动，所谓浓差驱动。
这样看来，只要我们明确，低温是怎样影响这些阻力和动力的，就能理解低温对锂电池性能的影响是怎么起作用的。
正极材料活性物质，温度越低，其活性越差，对外表现出电势降低；正极锂离子在材料内部通道中的扩散越困难，表现出阻抗增加；负极表面的SEI膜，是电解液与负极材料初次接触时候形成的一层钝化膜，它的存在保护了负极材料不会被电解液进一步腐蚀，同时又能允许锂离子进入和脱出。当温度降低，锂离子通过SEI膜也变得困难，表现为阻抗增加；电解液的活性，在低温下同样变差，离子在电解液中的扩散能力降低。带电离子的移动速率，宏观上的表现就是电流值的大小。回想一下电流的定义：单位时间流过导体任意截面的电量。联系到电荷移动速率与电流的关系，低温使得电解液通过电流的能力降低了。而对电荷移动的阻碍，则表现为回路阻抗。温度下降，电解液阻抗上升。
整体上看，在锂电池这个体系里，电荷移动的不顺畅，既表现为电势降低，同时又表现为阻抗升高。电势或者说电池的开路电压，在一定温度下，与电池内部容纳的能量有明确的对应关系，那么电势下降显示了电池内电能的减少。
上述解释似乎显得过于复杂，那么简单总结下为何低温下，电动汽车的续航里程少了？宏观上，因为低温使得锂电池的可用容量变小了，同时内阻变大了；微观上，低温一方面降低了锂电池活性物质放电的势能，另一方面提高了系统放电阻力。可用电量减小，行驶里程必然会减少，而电池内阻的增加，又将一部分可用的电能直接转化成欧姆热浪费掉了。两方面因素综合到一起，续驶里程必然明显减小。
