低温对电动汽车的影响

写这篇文章，主要的原因是看到了一篇SAE的论文：N. Shidore, E. Rask, R.Vijayagopal, F. Jehlik, J. Kwon, M. Ehsani, “PHEV Energy Management Strategies at cold temperatures with Battery temperature rise and Engine efficiency Improvement considerations”, SAE 2011-08-0872, SAE World Congress, Detroit, April 2011 (pdf)，并且看到关于Volt低温能耗的这篇blog：The Volt in Cold Weather

然后顺着这条线的思路，我找了以下的这些PPT：

1.   “PHEV Energy Management Strategies at cold temperatures with Battery temperature rise and Engine efficiency Improvement considerations”, SAE 2011-08-0872, SAE World Congress, Detroit, April 2011 (pdf)

2.   Energy Management Strategies for Fast Battery Temperature Rise and Engine Efficiency Improvement at Very Cold Conditions, U.S. DOE Merit Review 2010 (pdf)

3.   Data Collection for Improved Cold Temperature Thermal Modeling and Strategy Development

4.   Impact of Battery Characteristics on PHEV Fuel Economy

首先可以确定的是，气温对传统车的能耗（去除路况影响的百公里油耗）影响有着很大的影响。这些影响的内容包括：

1.   低温会导致汽车内所使用的发动机油、传动液，动力转向液，差动齿轮油的粘度增大，导致系统的摩擦增大。

2.   低温导致轮胎压力下降，增加滚动阻力。每10℃的温度下降，对应1-2PSI的胎压下降。

3.   汽油发动机的最佳效率范围是在一定的温度范围内的，在低温的时候，总需要一段时间进行“热身”。

对于电动汽车而言，它面临的问题更多：

1.   在低温下，电池的能量释放是打了很大的折扣的，还是用Audi的这张图来示意。注意充电和放电都受到了限制，因此即使是HEV使用电池做能量回收的时候，也不得不考虑此时电池的温度情况。



2.   当然最大的问题是，传统车由于发动机的余热够多，可以使用这部分能量来保证车厢内的暖气系统，对于电动车而言，唯一的选择是PTC.（Air-Conditioning system For Electric Vehicles (i-MiEV)）



在这个方面，BEV绝对是没有办法的，只能通过提高电池能量密度，提高HVAC的效率来解决。而对于PHEV而言，能做的事情就很多。

首先的办法是，插着电。插着电有很多的好处，可以通过电能来保证整个电池系统温度控制的运行（只有液体系统才能具备高效的冷却和加热系统，目前来看也就是GM和Ford为代表的美系NEV具备这样的功能）。

其次，使用发动机和电机的调节策略，也就是Argonne花了大把的时间在做的事情。里面有很多的内容，可以细细了解，总体而言，这张图可以给整个温度影响提供一个比较好的注解。