早先，美國汽車協(xié)會就做了這樣一個測試：工作人員選取了續(xù)駛里程同為160km的三款車，同時將他們停放在一個可以控制溫度的實驗室里充電，滿電后模仿車輛行駛狀態(tài)，直到電量耗盡為止。最終的測試結(jié)果顯示：當(dāng)溫度在24℃時，三輛車的平均續(xù)駛里程可以達到168Km，然而，當(dāng)溫度被調(diào)整到零下3℃時，三輛車的平均續(xù)駛里程卻僅僅能夠達到69km，足足減少了約57%。由此可見，純電動汽車的續(xù)駛里程與溫度的高低有著直接的關(guān)系。

 

至于為什么純電動汽車在寒冷的冬季續(xù)駛里程會縮短，行業(yè)相關(guān)專家表示：“主要原因在于動力電池本身。當(dāng)外界溫度較低時，電池的放電容量也會隨之降低。”據(jù)了解，動力電池的最佳工作溫度是25℃，當(dāng)溫度低于25℃時，電池容量則會低于額定容量。

 

專家還表示：“動力電池中電解液的抗阻會隨著溫度的降低而升高，造成電池電壓的下降。當(dāng)溫度極低時，電解液不易擴散，其兩極活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速度會大大降低。此外，無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，在此情況下都會出現(xiàn)性能下降的現(xiàn)象。

 

如何保證電動汽車冬季續(xù)航

如何在冬季保護自己的純電動汽車，使其續(xù)駛里程能夠少降低一些？相關(guān)專家也給出了兩點建議：第一，勤充電，使電池保持在足電狀態(tài)下使用；第二，盡量將車停放于環(huán)境溫度較高的地下車庫，使其免受長時間雨雪或低溫天氣的影響。放電過程中，鋰離子想要從負極來到正極，需要在一些動力的驅(qū)動下克服一些阻力才能實現(xiàn)。這些阻力包括，從負極結(jié)構(gòu)中擴散出來要克服負極SEI膜阻抗；沿著電解液擴散需要克服電解液傳導(dǎo)阻抗；穿越正負極之間的隔膜，需要克服隔膜阻抗；從電解液進入正極，需要克服正極SEI膜（這個膜的結(jié)構(gòu)不是特別明顯）和材料內(nèi)部擴散阻抗。

 

那么鋰離子克服這些阻力的動力哪里來？一方面來自于正負極材料電勢差，正極材料與負極材料的勢能差越大，電池表現(xiàn)出來的開路電壓越高，電池存儲的能量也就越多，這個屬性也是電池能夠放電的基本動力；另一方面，電解液中不同位置離子濃度的不同，驅(qū)動離子從高濃度位置向低濃度位置運動，所謂濃差驅(qū)動。

 

這樣看來，只要我們明確，低溫是怎樣影響這些阻力和動力的，就能理解低溫對鋰電池性能的影響是怎么起作用的。

 

正極材料活性物質(zhì)，溫度越低，其活性越差，對外表現(xiàn)出電勢降低；正極鋰離子在材料內(nèi)部通道中的擴散越困難，表現(xiàn)出阻抗增加；負極表面的SEI膜，是電解液與負極材料初次接觸時候形成的一層鈍化膜，它的存在保護了負極材料不會被電解液進一步腐蝕，同時又能允許鋰離子進入和脫出。當(dāng)溫度降低，鋰離子通過SEI膜也變得困難，表現(xiàn)為阻抗增加；電解液的活性，在低溫下同樣變差，離子在電解液中的擴散能力降低。帶電離子的移動速率，宏觀上的表現(xiàn)就是電流值的大小。回想一下電流的定義：單位時間流過導(dǎo)體任意截面的電量。聯(lián)系到電荷移動速率與電流的關(guān)系，低溫使得電解液通過電流的能力降低了。而對電荷移動的阻礙，則表現(xiàn)為回路阻抗。溫度下降，電解液阻抗上升。

 

整體上看，在鋰電池這個體系里，電荷移動的不順暢，既表現(xiàn)為電勢降低，同時又表現(xiàn)為阻抗升高。電勢或者說電池的開路電壓，在一定溫度下，與電池內(nèi)部容納的能量有明確的對應(yīng)關(guān)系，那么電勢下降顯示了電池內(nèi)電能的減少。

 

上述解釋似乎顯得過于復(fù)雜，那么簡單總結(jié)下為何低溫下，電動汽車的續(xù)航里程少了？宏觀上，因為低溫使得鋰電池的可用容量變小了，同時內(nèi)阻變大了；微觀上，低溫一方面降低了鋰電池活性物質(zhì)放電的勢能，另一方面提高了系統(tǒng)放電阻力?？捎秒娏繙p小，行駛里程必然會減少，而電池內(nèi)阻的增加，又將一部分可用的電能直接轉(zhuǎn)化成歐姆熱浪費掉了。兩方面因素綜合到一起，續(xù)駛里程必然明顯減小。