电动汽车电池的隔热性分析

最近在论坛上，冬季低温对电动车电池的影响成了很大的热点，出现了越来越多的关于严寒低温对电动车的行驶里程影响的讨论。但从技术上来说，真的要解决这个问题，还要等几年的时间。虽然可以采用一些小诀窍来尽可能减少因为低温而造成的电量消耗，但要从技术上彻底解决这个问题，至少还要几年的时间。

总的来说，冬天电动车电池行驶里程下降有两个因素：一个是因为冷空气导致的，另一个是因为在冬天驾车时要打开加热器，所以才会消耗大量电力。如果在气温到了零摄氏度以下，电动车的行程里程甚至会比正常情况降低三成。

日产Leaf采取的方法用中国话来说就有点“拆了东墙补西墙”，因为低气温对电动车的最大影响是在加速电量消耗和增加充电时间两个方面，所以Leaf采用了加热器的方法来为电池加温，但这个加热器也是由电力驱动的，所以并没有太多的实际意义。而且事实上，通过使用加热器来为电池加温也算是导致行驶里程降低的最主要因素之一。但日产在不断地减少这个因素的占比，从最近开始销售的一款加热器来看，消耗的电量已经能达到只占电池电量的20%。

特斯拉则采取了另一种方法，就是利用电机在汽车行驶中产生的热量来为电池加温。虽然这种二次利用可以在一定程度上提高电池效率，但这种“余热”毕竟是有限的，所以必须先让Tesla行驶几分钟，让汽车电池的温度达到正常水平之后，这种方法才有用。

汽油发动机之所以不存在这个问题是因为汽油发动机的效率不高，汽油燃烧时产生的很大一部分能量都转化成了热能，这些热能就提高了车厢内的温度。但电动车电机的效率相对高，所以产生的多余热能也是有限的。

另外，如果电池的温度太低，还会影响到再生制动系统的性能，再生制动系统是利用刹车时的动力为电池充电，来提高行驶里程的。但如果再生制动系统对汽车电池输入过多的电量，将对低温时的电池产生损害。因此，特斯拉将ModelS设定为在电池达到正常工作温度后，再生制动系统才能工作。

从技术理论上说，如果通过减小电池的电极材料组成成分的体积来提高电池性能也是可以的，这就相当于缩短了锂离子的运动距离。但是其组成成分的体积越小，化学活性就越高，电池的安全性也会降低，因此还需要进行一些额外的措施来保证电池的安全性。为了节约更多的能源，美国能源部还在为研发储热材料提供资金，这种储热材料能在电动汽车充电时被加热，并将热量在汽车行驶时释放出来，但这种储热材料现在还不能在商业中应用。

至于如何在实际情况中解决这个问题，特斯拉的技术总监Straubel建议可以通过设定汽车电池充电的时间，让电池在开车之前刚刚好是充满的状态，来提高电池的温度。或者，如果在充电之前对汽车进行预加热(通过手机App进行控制)，那么也能减少电池电量的消耗。就目前的情况来看，最好的解决方法还是提高电动汽车的隔热性，使用隔热涂层来覆盖车窗，以防止车内热量外泄。毕竟汽车内的空间并不大，严格来讲，也用不了多少隔热涂层。