近年來,電動汽車 (EV) 和插電式混合動力汽車 (PHEV) 越來越受歡迎,但它們也不能倖免於極端天氣條件帶來的挑戰。 特別是,寒冷的天氣會對電池的效能和效率產生重大影響。
大多數電動汽車和插電式混合動力汽車都使用鋰離子電池,因為它們的能量密度高,壽命長。 然而,這些電池對溫度變化很敏感。 寒冷的天氣尤其會影響電池內部發生的化學反應,從而導致效率降低。
鋰離子電池在特定溫度範圍內以最佳方式執行,通常在 15 到 25 攝氏度之間。 當暴露在低溫下時,化學反應會減慢,導致電池儲存和輸送能量的能力降低。 這種現象通常被稱為“寒冷天氣滯後”。
寒冷天氣對電動汽車電池最明顯的影響之一是續航里程的縮短。 電池效率降低會導致能量輸出降低,從而導致每次充電的里程數減少。 這可能是電動汽車車主關注的問題,尤其是在冬季嚴寒的地區,因為實際行駛里程可能明顯低於宣傳,在某些極端情況下高達 50%。
此外,電池的電力傳輸能力在較冷的溫度下會降低。 這意味著電動機可能無法高效執行,導致加速速度減慢並降低車輛的整體效能。
寒冷的天氣也會影響電動汽車電池的充電過程。 與在溫和或溫暖的條件下相比,在低溫下為電動汽車充電所需的時間更長。 較低的溫度會減慢電池內部的化學反應,這意味著電池需要更多時間才能充滿電。
在冬季,車主可能會發現自己在充電站等待的時間更長,這影響了電動汽車的便利性和實用性,尤其是在長途旅行時。 製造商一直在努力開發先進的熱管理系統,以減輕這些影響並提高寒冷天氣下的充電效率。
長期暴露在寒冷的天氣中也會加速電池退化。 當鋰離子電池反覆經受極端溫度時,內部化學成分會發生變化,導致容量隨著時間的推移而降低。 這種退化可能會導致電池的整體壽命縮短。
為了解決這個問題,製造商正在投資電池熱管理系統來調節電池組的溫度。 這些系統旨在將電池保持在最佳工作範圍內,最大限度地減少極端溫度對電池壽命的影響。
儘管寒冷天氣帶來了挑戰,但有多種策略可以最大限度地減少其對電動汽車電池的影響。 例如,預處理涉及在車輛仍連線到充電站時加熱電池,這在新型電動汽車中變得越來越普遍。 這有助於在開始旅程之前將電池帶到最佳溫度,從而提高其在寒冷條件下的效能。
此外,電池技術和熱管理系統的進步繼續在增強電動汽車的寒冷天氣適應性方面發揮著至關重要的作用。 一些製造商正在採用主動熱控制系統,使用電加熱器或冷卻器將電池溫度保持在所需範圍內。