文 | 張超 黃天然

還沒到數九寒冬，各種冬季禦寒保暖方案，早就在各個電動汽車群裡讨論得熱火朝天。

熱水袋、暖寶寶、電加熱坐墊，被車主們戲稱為冬日長續航溫暖套裝，電加熱坐墊最受歡迎，許多車友群生生變成了拼團群。

一位電動汽車車主介紹省電保暖“終極武器”

電加熱坐墊在車友圈熱銷

電動車博主@Emma雯展示車主如何過冬

去年，一位穿着羽絨衣開車的蔚來車主在網上火了，蔚來非常貼心，直接在官方APP裡推出了鴨絨圍巾、極暖抗寒保暖内衣等一系列主打保暖的衣物。

有人心領神會地贊道：“終于有電動車廠出羽絨服周邊了。”

開車要捧熱水袋，穿羽絨服，隻因為不敢開暖氣，因為電動汽車一開暖氣，續航沒準能打五折。

電動汽車的冬季續航縮水問題，難道就沒治了？

杭州一位車主，今年10月剛買了一輛蔚來ES8，天剛轉冷，他就發現續航裡程少了，于是進行了一次實測。

充電90%後，表顯續航裡程為374公裡，車主在5-11℃的杭州市區開着29℃的暖風行駛了171公裡，表顯續航裡程隻剩下58公裡，也就是說，續航能力至少打了5.5折。

蔚來官方的裡程計算器，也大大方方承認，冬季續航裡程會大幅縮水：-10℃，以90公裡時速行駛，在開啟空調的狀态下續航裡程為266公裡，比正常溫度不開空調時至少縮減了25%。

電動汽車冬季掉續航的問題，還引發過許多投訴維權行動。

今年1月，廣汽新能源埃安S的深圳車主曾發起過一場集體維權，投訴廠家虛假宣傳，續航裡程在實際行車中減半。

埃安S深圳車主因續航裡程發起維權行動

今年11月，湖南也有多名購買廣汽新能源埃安S的網約車司機，發起了關于續航問題的集體維權。

湖南多名購買廣汽新能源埃安S的網約車司機維權

他們表示，由于氣溫驟降，啟用了暖風設備，續航裡程與宣傳的510公裡嚴重不符，隻能跑260公裡左右，存在一半差距。

汽車質量投訴網上，北汽新能源EV、吉利帝豪系能源、奇瑞瑞虎3xe、長安逸動系能源、比亞迪唐等多款車型也在12月收到續航裡程不足的投訴。

車質網上12月有大量關于續航問題的投訴

冬季續航打折，幾乎是所有電動車的通病。

有媒體在-20℃的溫度環境中，對廣汽新能源GE3 530、吉利帝豪GSe、比亞迪秦Pro EV500、蔚來ES8、日産軒逸·純電、長安逸動EV460和榮威MARVEL X等多款主流電動車型，做了一次續航實測橫評。

測試結果顯示，實測續航比綜合續航平均縮水一半以上。

數據來源：新出行

國外也是一樣，美國權威汽車測評機構美國汽車協會（AAA）在2019年發布的研究表明，溫度下降到-6℃時，電動汽車的平均續航裡程将減少41%。

續航裡程縮水，是因為電動汽車的電池怕冷，開車的人也怕冷。

電池放電過程，紅色的為锂離子

低溫環境會降低锂離子活性，同時讓電解液變得粘稠甚至凍結，這就導緻锂離子傳導速度變慢，電池出現嚴重極化，充放電容量急劇降低。

業内一直有一種說法，0℃到25℃内，氣溫每下降1℃，電池容量就會下降接近1%。

因此，為了對抗極寒地區低溫，一些電動汽車都配備有低溫電池預加熱功能，其中最硬核的是威馬EX5，北方車主甚至可以花9800元選裝一套柴油加熱系統。

威馬搭載柴油加熱的第二代熱管理技術

然而，最大的續航殺手，還是電動汽車的供暖系統。

加拿大一位大衆高爾夫EV車主，在魁北克-3℃的冬季将空調設定在22℃，結果一瞬間，表顯續航從177公裡直接掉到了155公裡。

大衆高爾夫EV開關空調後的續航變化

一位英國車主則在-6℃測試了現代Ioniq電動汽車，打開空調設定在19℃，195公裡的表顯續航一下掉到162公裡，瞬間折損了30多公裡。

飄雪天氣中的現代Ioniq續航為121英裡（195公裡）

車主打開19℃的暖氣後續航下降到101英裡（162公裡）

今年3月，挪威乘聯會（NAF）針對20款電動汽車進行官方低溫續航測試，包括特斯拉Model 3、大衆高爾夫EV、奧迪E-Tron等熱門車型，在同時開啟21℃暖氣和最低檔座椅加熱的情況下，這些車型冬季續航折損率平均約為WLTP續航裡程的20%。

挪威乘聯會WLTP續航裡程與實測續航裡程對比

其中，特斯拉Model 3損失了28%的續航裡程，雪佛蘭Bolt折損了近30%，奧迪E-Tron和大衆高爾夫EV表現較好，折損率為13%和11%。

加拿大媒體也在關注冬季電動車使用情況

為什麼電動汽車開暖風這麼費電，因為電機的能量轉換效率高達90%以上，不像熱效率隻有40%的燃油發動機，可以直接利用發動機餘熱供暖。

純電動Smart開啟空調

電動汽車熱源有限，不足以滿足供暖需求，因此通常需要額外加入PTC熱敏電阻，PTC是一種電阻加熱材料，通電後可以恒溫發熱，原理和熱得快差不多。

PTC制熱的缺點主要是費電。

國外視頻博主展示PTC加熱單元

比如蔚來ES8剛上市時，安裝了兩個PTC加熱器，負責前排暖風的PTC額定功率為5.5千瓦，後排為3.7千瓦，若兩個PTC滿負荷工作，一小時就要消耗9.2度電，而蔚來ES8動力電池總容量為70度，也就是說，一個小時就要消耗10%的電能。

由于大量車主反映ES8冬天續航至少掉一半，上車不敢開暖風，蔚來在ES8改款時，用熱泵空調系統替換了PTC加熱器。

熱泵空調原理

熱泵空調利用蒸發吸熱、液化放熱的熱力學原理，可以将冷空氣中的熱量吸收傳遞到工質（制冷劑）中，再通過壓縮升溫，将高溫工質通過冷凝器和車内空氣進行換熱，從而實現暖風功能。

電動汽車上熱泵空調系統

熱泵空調得到的熱量，為消耗電能與吸收低位熱能之和，因此在獲取相同制熱效果時，比PTC制熱消耗的電力更少。

就像家用電器上都有COP（能效比）标簽，能效比越高，節能效果越好，而理論上PTC制熱的COP隻有1，而熱泵系統的COP最低也高于1，實際使用一般在2-4之間。

高爾夫EV搭載的熱泵空調系統

也就是說，相同能耗下，熱泵系統産生的熱量是PTC制熱的2-4倍。

熱泵系統的缺點在于，工作效率容易受極端低溫影響，天氣越冷，效率越低，比如在-30℃時COP為1，與PTC制熱相當。

當然，電動汽車廠家不願意用熱泵系統，最關鍵的原因還是太貴，一套熱泵系統的成本是傳統汽車空調的3-4倍。

目前，解決冬季續航問題的最佳方案，還是來自特斯拉。

電動汽車的熱管理系統，包含了空調制冷系統、采暖系統、電機冷卻系統和電池組熱管理系統，特斯拉為了解決冬季續航問題，重新設計了一整套熱管理系統，建造了一個“大腦”來統籌整個熱管理系統的運轉。

這個大腦，就是一個名叫Superbottle的八向控制閥。

通常，汽車熱泵系統采用四向換向閥滿足環境熱源和車内的熱交換，而特斯拉之所以采用更複雜的八向控制閥，是因為需要整合更多熱源。

八向控制閥

在加熱模式下，特斯拉會通過電機廢熱為電池組加熱，電機廢熱不夠用，就将電機堵轉發熱，最高功率可達7千瓦，此外，特斯拉還會收集動力電池組廢熱，加上傳統熱泵的外部空氣熱源，如此複雜的熱管理，都是通過八向控制閥電控調節液路流向實現。

特斯拉熱管理系統示意圖

而且，特斯拉還可以通過監測外部環境溫度、電機系統溫度、電池組溫度和座艙溫度，綜合所有熱源在不同工況下的最佳效率，用多達12種模式為整車供熱，其中僅座艙供暖方式就有四種。

最早使用這套整車熱管理系統的車型是特斯拉Model Y。

Model Y

在Model Y上，PTC制熱僅是輔助手段，采用單獨的12V蓄電池供電，氣溫一旦上升到-10℃-10℃之間，就會采用混合制熱模式，COP就在1-2之間，達到2就意味着能比PTC制熱省下一半的電；當氣溫超過10℃，完全采用熱泵空調，COP将達到1.5-5，最多能節省80%的電量。

可以說，特斯拉通過統籌利用熱量，大幅降低了電池能耗。

就連馬斯克都曾表示，Model Y的熱泵系統，是他這一段時間内看到的最好的工程。

目前，特斯拉已經為2021款Model 3增加了熱泵系統，評測顯示，相比沒有熱泵系統的2019款Model 3，新車型的COP高了足足三倍。

這也難怪，國内很多想要入手特斯拉的準車主，眼下都成了“等等黨”，沒有熱泵的Model 3，還是讓人心裡沒底。

參考資料：

AP News：AAA：Cold weather can cut electric car range over 40 percent

C&EN：Rechargeable battery weathers extreme cold conditions

Mortons on the Move：Do Lithium Batteries Fail In Cold Weather?

Wired：Why Electric Cars Struggle in the Cold—and How to Help Them

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