最近，全國(guó)各地的電動(dòng)汽車車主朋友們是不是發(fā)現(xiàn)您的愛(ài)車?yán)m(xù)航里程突然大幅縮短，跑不了多遠(yuǎn)，油門踩下去沒(méi)勁兒？是不是都開(kāi)始為冬季嚴(yán)寒感到發(fā)愁，尤其是北方的朋友們，如此天氣不僅影響出行計(jì)劃，而且很多人為了能夠省點(diǎn)電，不舍得開(kāi)暖風(fēng)，車?yán)镘囃鈳缀跻粋€(gè)溫度。這樣的體驗(yàn)，讓人簡(jiǎn)直懷疑當(dāng)初決定買電動(dòng)汽車考慮的價(jià)值所在。

為何在寒冷的冬天電動(dòng)汽車的續(xù)航會(huì)減少，不用腦袋想就了解與低溫有關(guān)。

通常來(lái)說(shuō)，目前市面上絕大多數(shù)的電動(dòng)汽車、甚至是電子數(shù)碼產(chǎn)品，使用的都是鋰離子電池，那么就先扒一扒，冬天的鋰離子電池怎么了。

先從原理說(shuō)起。電動(dòng)汽車上使用的重要鋰離子電池類型，磷酸鐵鋰、三元鋰和錳酸鋰三種主流的鋰離子電池，負(fù)極石墨材料為主。他們的基本反映原理是近似的，都是搖椅式電化學(xué)儲(chǔ)能過(guò)程。

鋰離子電池放電過(guò)程

如上圖所示。在充電過(guò)程中，由于電池外加端電壓的用途，正極集流體附近的電子在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極后，與負(fù)極材料中的鋰離子結(jié)合，形成局部電中性存放在石墨間隙中；消耗了部分鋰離子的負(fù)極表面，鋰離子濃度變低，正極與負(fù)極之間形成離子濃度差。在濃差驅(qū)動(dòng)下，正極材料中的鋰離子從材料內(nèi)部向正極表面運(yùn)動(dòng)，并沿著電解質(zhì)，穿過(guò)隔膜，來(lái)到負(fù)極表面；進(jìn)一步在電勢(shì)驅(qū)動(dòng)用途下，穿過(guò)SEI膜，向負(fù)極材料深處擴(kuò)散，與從外電路過(guò)來(lái)的電子相遇，局部顯示電中性滯留在負(fù)極材料內(nèi)部。放電過(guò)程則剛好相反，包含負(fù)載的回路閉合后，放電過(guò)程開(kāi)始于電子從負(fù)極集流體流出，通過(guò)外電路到達(dá)正極；終于鋰離子嵌入正極材料，與外電路過(guò)來(lái)的電子結(jié)合。

負(fù)極石墨為層狀結(jié)構(gòu)，鋰離子的嵌入和脫出的方式，在不同類型的鋰離子中沒(méi)有太大差異。不同正極材料，其晶格結(jié)構(gòu)存在不同，充放電過(guò)程中的鋰離子擴(kuò)散進(jìn)出，過(guò)程略有不同。

放電過(guò)程中，鋰離子想要從負(fù)極來(lái)到正極，要在一些動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下克服一些阻力才能實(shí)現(xiàn)。這些阻力包括，從負(fù)極結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散出來(lái)要克服負(fù)極SEI膜阻抗；沿著電解液擴(kuò)散要克服電解液傳導(dǎo)阻抗；穿越正負(fù)極之間的隔膜，要克服隔膜阻抗；從電解液進(jìn)入正極，要克服正極SEI膜（這個(gè)膜的結(jié)構(gòu)不是特別明顯）和材料內(nèi)部擴(kuò)散阻抗。

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

這樣看來(lái)，只要我們明確，低溫是怎么樣影響這些阻力和動(dòng)力的，就能理解低溫對(duì)鋰離子電池性能的影響是怎么起用途的。

正極材料活性物質(zhì)，溫度越低，其活性越差，對(duì)外表現(xiàn)出電勢(shì)降低；正極鋰離子在材料內(nèi)部通道中的擴(kuò)散越困難，表現(xiàn)出阻抗新增；負(fù)極表面的SEI膜，是電解液與負(fù)極材料初次接觸時(shí)候形成的一層鈍化膜，它的存在保護(hù)了負(fù)極材料不會(huì)被電解液進(jìn)一步腐蝕，同時(shí)又能允許鋰離子進(jìn)入和脫出。當(dāng)溫度降低，鋰離子通過(guò)SEI膜也變得困難，表現(xiàn)為阻抗新增；電解液的活性，在低溫下同樣變差，離子在電解液中的擴(kuò)散能力降低。帶電離子的移動(dòng)速率，宏觀上的表現(xiàn)就是電流值的大小?；叵胍幌码娏鞯暮x：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過(guò)導(dǎo)體任意截面的電量。聯(lián)系到電荷移動(dòng)速率與電流的關(guān)系，低溫使得電解液通過(guò)電流的能力降低了。而對(duì)電荷移動(dòng)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，在鋰離子電池這個(gè)體系里，電荷移動(dòng)的不順暢，既表現(xiàn)為電勢(shì)降低，同時(shí)又表現(xiàn)為阻抗升高。電勢(shì)或者說(shuō)電池的開(kāi)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(duì)應(yīng)關(guān)系，那么電勢(shì)下降顯示了電池內(nèi)電能的減少。

上述解釋似乎顯得過(guò)于復(fù)雜，那么簡(jiǎn)單總結(jié)下為何低溫下，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程少了？宏觀上，因?yàn)榈蜏厥沟娩囯x子電池的可用容量變小了，同時(shí)內(nèi)阻變大了；微觀上，低溫一方面降低了鋰離子電池活性物質(zhì)放電的勢(shì)能，另一方面提高了系統(tǒng)放電阻力。可用電量減小，行駛里程必然會(huì)減少，而電池內(nèi)阻的新增，又將一部分可用的電能直接轉(zhuǎn)化成歐姆熱浪費(fèi)掉了。兩方面因素綜合到一起，續(xù)駛里程必然明顯減小。

是否有辦法防止或減輕掉電，提高冬季電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程？

低溫給電池帶來(lái)的種種變化，怎么樣解決呢？還是得從溫度入手。

我們來(lái)說(shuō)一個(gè)方法，暫且稱為恒溫車庫(kù)法。既然已相關(guān)經(jīng)驗(yàn)證電池怕冷，把車放在溫暖的地方不就行了？有位北方車主試驗(yàn)，將車開(kāi)到看起來(lái)很高大上，其實(shí)也的確啥都買不起的高級(jí)商場(chǎng)，停好車時(shí)，車內(nèi)儀表盤顯示環(huán)境溫度為5℃，第二天準(zhǔn)備接它回家時(shí)，表現(xiàn)溫度變?yōu)?9℃，這溫度快趕上家里的熱炕頭了！試驗(yàn)效果不錯(cuò)，16個(gè)小時(shí)續(xù)航和電量絲毫沒(méi)變。所以多花點(diǎn)錢放在溫暖的車庫(kù)還是值得的。哈哈，這只是一個(gè)不是建議的建議……

第二，這個(gè)方法切實(shí)可行，就是預(yù)熱，就是起動(dòng)之前，先給電池加熱。當(dāng)然，你的車要具備電池加熱功能才行。有數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)預(yù)熱措施可以帶來(lái)如下水準(zhǔn)的里程提升：環(huán)境溫度零下20℃，無(wú)預(yù)熱，直接起動(dòng)行駛，續(xù)駛里程是常溫里程的60%左右；采用預(yù)熱方法，續(xù)駛里程提高到常溫里程的90%。假如把動(dòng)力鋰電池自身作為電源，微小電流自加熱，除了消耗電量以外，還會(huì)帶來(lái)對(duì)電池本身壽命的傷害，是一種不太合理的加熱方式。

第三，看來(lái)恒溫車庫(kù)或者預(yù)熱都不太理想，假如你所在地區(qū)的溫度也只是在0℃左右，可以采取先小功率低速行駛一段時(shí)間，讓電池小電流放電行駛的同時(shí)給自己加熱。當(dāng)電池溫度超過(guò)15℃以后，就可以正常行駛了。

說(shuō)到底就是不能讓電池的溫度太低。所以，在冬天出門之前做好行程規(guī)劃，出發(fā)前事先將充電插頭連接到汽車上，用外部的電量來(lái)為鋰離子電池恢復(fù)溫度。假如是家中有車庫(kù)的朋友來(lái)說(shuō)就更方便了，每次回家就可以直接將充電樁與汽車連接，讓電動(dòng)汽車時(shí)刻保持溫度。假如沒(méi)有任何保溫、預(yù)熱的條件，又在東北，安全第一，建議冬天就別開(kāi)電動(dòng)汽車了。

都說(shuō)電器怕放不怕用，時(shí)常給用電器通電能有效防止線路受潮，關(guān)于電動(dòng)汽車，也能有效且直接地對(duì)抗掉電?？墒牵蜏毓ぷ麝P(guān)于鋰離子電池的傷害非常大，不到不得已的情形，最好不要低溫運(yùn)行，包括放電和充電。低溫放電，會(huì)造成對(duì)正負(fù)極材料結(jié)構(gòu)的損壞，進(jìn)而使得一部分可用容量永久損失。而低溫充電的危害更大，經(jīng)歷過(guò)低溫充電的電池，發(fā)生熱失控的幾率增大數(shù)倍，其重要影響因素就是低溫充電積累下來(lái)的鋰金屬沉積，更活潑，更容易發(fā)生劇烈反應(yīng)。