如今的電動車市場，一年比一年“繁華”，新老車企接連不斷推出新電動車。
并且乍一看，各家電動車的紙面參數(shù)好像都差不多，然后能夠?qū)崿F(xiàn)的“智能化”功能也都大差不差，最終消費者能夠感知和左右抉擇的，往往都是品牌、外觀、空間等因素。
當然，同質(zhì)化的紙面參數(shù)是個好事，各家廠商八仙過海各顯神通，起碼在消費者比較在乎的“產(chǎn)品力”上，能夠打個不分你我；這說明電動車行業(yè)越來越成熟，能夠供消費者選擇的空間也越來越大。
但是，看過經(jīng)典武俠小說的都知道，里面的絕世高手往往看上去平平無奇，卻總是能在關(guān)鍵時刻憑借一身多年造詣的內(nèi)功，驚艷四座。這其實暗藏著一種哲學思考，即透過現(xiàn)象看本質(zhì)；也就是不要被表象所迷惑，因為真正決定高低的是那些無法一眼看透的東西。
所以如果將這些車看作是武俠小說人物的話，那么即將到來的冬天，將會是一場“見真章”的比武大會，有沒有真本事，一試便知。
誰動了電動車的“續(xù)航”？
盡管從發(fā)展速度來講，電動車的接受度已經(jīng)越來越高，但毫無疑問，阻止人們?nèi)鎿肀щ妱榆嚨淖畲笤獌矗匀皇抢仙Ｕ劦睦m(xù)航問題。
尤其在寒冷的冬天，這個問題尤為凸顯。
坦白講，冬季車輛行駛能耗升高并非是電動車獨有，燃油車一樣在冬天油耗會升高，只不過電動車對于低溫更加“敏感”一些。
燃油車冬季油耗增加，是因為冷卻水和機油溫度較低，導致發(fā)動機不在最佳工作溫度區(qū)間做功，使得燃油沒有被完全利用，從而浪費掉了。
而對電動車而言，冬季能耗增加，一方面是電機和電池未在最佳工作溫度區(qū)間做功，使得電機效率降低、電池性能受限；而另一方面則是電動車需要消耗電能給電機、電池、乘員艙加熱。
區(qū)別在于，燃油車給動力系統(tǒng)、乘員艙提供熱量幾乎不額外增加負擔，而電動車則要消耗更多能源。
究其原因，是因為燃油車行駛所消耗的能源中， 60%-70%以熱量形式浪費掉了，而電動車僅有10%左右的能源會被轉(zhuǎn)化成熱能。也就是燃油車給冷卻液、機油、乘員艙加熱，是“廢物利用”，而電動車則要動用原本用作行駛的能源來提供熱量。
此外更重要的是，無論電動車搭載多少kW·h（度）的電池包，都無法與一箱油媲美能源大小。
一升汽油所蘊含的能量相當于8.9kW·h電能（國際通用換算標準）。按照燃油車油箱50升來看，換算成電力約為445kW·h，而目前市場上純電動車搭載的電池包一般在50kW·h到100kW·h之間，對比之下，燃油車攜帶的能源大概是純電動車的4-9倍之間。
也就是說，燃油車本來就能源“富足”，且本就是浪費的能源在冬季回收利用了，所以不會對續(xù)航有太大影響；而電動車搭載的能源本就有限，在冬季還要分配一部分用作提供熱量時，就會對續(xù)航產(chǎn)生明顯影響。
不過，同時也就意味著，你加油花的400塊錢，將近300塊錢都給溫室效應(yīng)做貢獻了，剩下那100塊錢，實現(xiàn)了電動車僅需幾十塊錢就能行駛的續(xù)航距離。
冬季續(xù)航下降的另一個更重要的原因，是電池。
盡管各家電動車所采用的電池略有不同，但基本上可以簡單分為兩大類：三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。而目前來看，在同類電池中，就電芯級別的低溫表現(xiàn)并無太大差異。
由于材料本身的性質(zhì)決定，舉個形象的比喻，鋰電池中大量的鋰離子就像是一群小朋友，天氣過冷，導致大家活動意愿下降，甚至三五成群取暖，即便老師強迫要求出去活動，也會因為速度下降，導致教室大門發(fā)生擁堵，進而單位時間出門的小朋友數(shù)量減少。
只不過從陰極材料的分子結(jié)構(gòu)來看，三元鋰電池的“教室大門”多一些寬敞一些，磷酸鐵鋰電池的則少一些窄一些，所以磷酸鐵鋰電池在低溫時候性能會下降更嚴重。
也正是這種結(jié)構(gòu)決定了三元鋰電池的能量密度和充放電性能，要比磷酸鐵鋰電池好很多，而磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定安全許多；不過后來通過包碳技術(shù)和納米級材料工藝，使得磷酸鐵鋰電池的充放電性能已經(jīng)大大提高，并且能量密度也得到了相當?shù)奶嵘?/div>
總體來講，三元鋰電池的電芯在低溫的表現(xiàn)，比磷酸鐵鋰電池要好一些，但兩者在低溫狀態(tài)下，其電芯的性能都會大大受限。低溫對電池臨時性的影響是導致電池內(nèi)阻增加、鋰離子鍍膜現(xiàn)象等，導致可用容量下降，放電速率下降（性能）；如果長時間低溫狀態(tài)使用，還會導致永久性的電池損傷。
所以低溫時候，就必須要給電池加熱，才能夠?qū)崿F(xiàn)更好的性能和循環(huán)壽命以及安全。尤其是冬天在使用電動車之前，如果先對車輛進行預熱，不但上車后能夠有良好的用車體驗，其預熱期間消耗的能源加上隨后行駛一段距離，遠比直接冷車直接開走行駛相同距離所消耗的能源少得多。
這是因為車輛通過預熱，用較少的電能將電池、電機都加熱到了最佳溫度，使得行駛階段效率大大提升，從而使得綜合續(xù)航與夏季時幾乎差不多。
換句話說對于車企而言，想要提升電動車在冬天的續(xù)航表現(xiàn)，就得從系統(tǒng)層面去考慮，而這一部分也恰恰是各家真正展現(xiàn)“內(nèi)功”的時候。
武林秘籍“熱泵”？
其實總結(jié)來說，電動車冬季的續(xù)航問題，可以歸納為一個問題：提供熱量，而且是效率越高效果就越明顯。
目前大部分純電動車的制熱系統(tǒng)都是PTC加熱，其能效比為1，以3000W的功率考慮，那么滿功率開啟熱風一個小時，即消耗3kWh電量，這對于百公里消耗10-20kWh的純電動車而言，無疑是“奢侈消費”。
作為行業(yè)標桿的特斯拉，拿出的方案是采用熱泵來大幅提高效率。
熱泵，簡單理解就是通過壓縮機，將氣體強制變成液體，從而釋放出熱能，來實現(xiàn)能源的“搬運”；換句話說，就是家用空調(diào)反過來用。其最大的特點就是，能夠?qū)崿F(xiàn)“四兩撥千斤”的效果，即從低溫中吸收熱能，再將其搬運到所需之處，大幅提高制熱效率，其能效比在合適環(huán)境能達到3。
不過熱泵這玩意，特斯拉并非是第一家用在電動車上的，也更不是什么新鮮玩意，家電領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域早有采用。但不同的是，特斯拉不僅針對熱泵本身進行了優(yōu)化設(shè)計，還對整個熱管理系統(tǒng)的軟硬件層面進行了創(chuàng)新。
首先是傳統(tǒng)熱泵空調(diào)存在極寒天氣制熱效率低，成本高等劣勢，而特斯拉熱泵系統(tǒng)在傳統(tǒng)熱泵的運行原理基礎(chǔ)上，經(jīng)過巧妙設(shè)計，能夠充分利用外界自然能（空氣）、電機與電池的余熱來進行制熱，在提高效率同時，還降低了成本。
其次是特斯拉的熱泵系統(tǒng)應(yīng)用了的八向控制閥（Octovalve），它由8個冷卻液通道和電機組成，使用一只水閥代替了傳統(tǒng)多支路所有水路換向元件的功能，可以實現(xiàn)空調(diào)、電池、電機熱管理系統(tǒng)的并聯(lián)獨立運行和串聯(lián)工作模式，不僅減少車內(nèi)空間占用，還可以大幅降低故障率、提高可靠性，能夠更好地利用電池、電機，甚至是電路板等運行余熱以提升制熱效率。
最后，復雜的集成化系統(tǒng)需要智能的控制才能得以實現(xiàn)精確且最佳的效果。特斯拉自主開發(fā)的軟件可以基于感知外界和自身系統(tǒng)溫度，智能調(diào)節(jié)熱泵工作模式，包括COP_high高能效模式、COP_blend混合模式和COP_1低能效模式，模式切換可以大幅提高系統(tǒng)工作效率，最終達到降低能耗，提升冬季續(xù)航能力，實現(xiàn)能量利用效率最大化。
所以，即便電動車采用了熱泵，但實際的效果很可能大不相同，還要取決于整體熱管理系統(tǒng)，以及BMS電池管理系統(tǒng)等各種提高效率的方式。
總結(jié)
得益于傳統(tǒng)熱泵基礎(chǔ)上的自主創(chuàng)新，特斯拉車輛的冬季駕駛體驗獲得了較大提升。老司機們不難看出，即使在寒冷天氣，特斯拉的電耗仍然保持在合理的范圍內(nèi)，充電速度也和平時差不多。甚至掌握一些小竅門之后，體驗還能再上一層樓。
比如提前在手機上開啟“按時出發(fā)”功能，來預熱電池、加熱座艙，不僅上車后溫暖如春，也可以幫助車輛提高效率、降低能耗，更不存在燃油車那種磨人的“熱車”環(huán)節(jié)。充電前，使用“路線規(guī)劃”功能就，導航到超級充電站的路上提前預熱電池，提升充電速度。
凜冬將至。但真正有“內(nèi)功”御寒的車企，已經(jīng)準備好了。
