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柠檬知道

低温为什么会让油耗升高,又为什么会影响电动车续航里程?

2024-06-14 05:51:15 生活 0

似乎所有类型汽车都会受到温度影响低温到底如何影响车辆的呢?

燃油车

这是一个有趣的话题,咱们先来讲燃油车;先想一个问题,把一杯热水放在室内,把另一杯水放在冰箱里,哪一杯水降温快?答案当然是放在冰箱里的水降温快。降温快的原因是冰箱内的空气温度低,可以吸收更多的热能,或者说水里的热能更多且更快的传导至冰箱里的空气中。反之,冰箱外的空气温度较高,与水的温差较小,那么热能传导速率就会慢一些。

简而言之,温差的大小直接影响热能传导的速度,传导速度自然等于关联传导程度

油车发动机理想运行温度是恒定不变的,不论是在夏天还是在冬天,热车温度如果是90℃就都会达到标准;夏天达到90℃之后不会上升而是要加大散热量来维持九十度的标准,冬季达到90℃之后则要降低散热强度来维持温度,不论是降低还是提高,该温度是不变的。

那么90℃和不同季节的温度就会有不同的温差,夏季40℃气温的时候,温差是50℃;冬季﹣20℃(零下二十度)的时候,温差就是110℃!冬季和夏季的温差悬殊非常大。所以冬季发动机热能传导速度和程度则会大于夏季,而燃油车的发动机最需要的就是热能。

“内燃式活塞往复循环式热机”是燃油车发动机的概念关键点是“燃”!燃油在气缸里燃烧产生热能,热能通过机械结构再转化为动力。燃烧过程释放能量在传播过程中会形成推力,把活塞往下推就能带动曲轴转动以输出动力。但是燃烧产生的热能只有30%左右可以转化为动力,剩余的部分会被机体、防冻冷却液吸收一部分,这一部分叫做冷却损耗;其次还有机体机械磨损的能量损耗,发动机进排气过程也会损耗一部分能量。

这里重要要讨论的是冷却损耗,冬季过大的温差会让空气过多的吸收发动机运行所产生的热能。

发动机的冷却系统有两路,一路是依靠防冻冷却液配合水箱、水泵的液冷系统,一路是依靠电子扇的风冷;发动机舱并不是密封的,液冷系统的散热水箱虽然在车头但也不能阻挡所有的风,冷风则会吹到发动机舱里,再加上电子扇的风则会更大程度的冷却发动机机体。

于是低温就会让发动机的温度过大程度的降低,随后则是吸收更多热能,本应该转化为动力的一部分热能就被过度冷却掉了;此时会出现车辆动力减弱的情况,但是这种变化是从夏末到深冬的线性变化,温度是一点点的降,动力也是一点点的减,所以大多数司机感受不到不过却会在驾驶过程中不自觉的提高转速以拉升动力,油耗就在这个过程中慢慢的提高了;而且燃油车的耗油不止行驶油耗,还有怠速油耗,气温越低则怠速转速越高,怠速提高转速也是为了提高动力以维持发动机的平稳运转。

参考下图,怠速油耗真的不低。

一般燃油车在理想温度环境中,怠速耗油量大约是发动机排量的一半;打开空调让发动机带动压缩机运转,转速和耗油量都会提升最高超过发动机的排量。而气温越低冷却损耗越大,怠速转速升高之后的程度也能和使用冷空调相当;以主流家用车的1.5T发动机为例,一个小时(1h)的耗油量大约1.5-2.0L(升)之间,那么主要在城市道路通勤不得频繁停车等待红绿灯的话,一个冬天的怠速耗油量也会提高不少。

有些车子会把怠速油耗合并到百公里油耗显示,于是油耗就会明显升高;反之,有些车辆不合并怠速油耗,表显耗油量虽然没有变化,可是加油的频率也会实实在在的提升。

电动汽车的续航

为什么电动汽车在冬季也会出现续航里程的缩减呢?

主要原因有两点,无需长篇大论。

电池性能变化 暖风电量

低温会影响电池的性能,三元锂电池受低温影响程度小,磷酸铁锂电池则要大一些;不过这个因素并不是主要因素,现在的动力电池有预热系统,有些还有脉冲加热系统,温控系统也会将电池组的温度提升到理想运行标准。所以在不使用暖风的前提下,其耗电量的缩减比例就目前的汽车来说,一般都不超过10%。

真正导致冬季续航里程缩减的原因是暖风,燃油车的暖风基本不影响油耗,因其使用的是发动机防冻冷却液的余热来加温。

而电动汽车没有会高强度发热的发动机,于是就只有用电加热防冻冷却液。

生活常用电热水壶或电暖炉都是电加热,把强电流输入到高电阻导体上,电子在高电阻导体的“碰撞”能产生热能;可是高电阻导体会比较耗电,所以电暖炉或小太阳耗电量比空调还要夸张。同理,在汽车里也会有较高的耗电量,一般会达到5kW/1h左右,也就是一小时耗电五度左右的程度;恒温之后会略低一些,但也要每小时消耗一两度电。

普通家用车的百公里电耗一般才15kWh左右,一小时加五度的消耗,续航里程当然会大幅缩减。

电暖风系统还有另一类,是使用压缩机的热泵空调,其制热原理和冷空调相同,无非是反过来;说白了就是从外部低温空气中吸取热能,随后再到车内释放,家用空调的暖风也是用压缩机的。

其耗电量大约每小时一度。

不过冷空气中的热能本就很有限,所以单纯依靠热泵空调不见得够用,这也是家用空调会有“电辅热”设定的原因;电辅热说白了还是电加热,电动汽车也会有,所以实际耗电量也会大一些。

这就是电动汽车冬季续航里程缩减的原因,和燃油车油耗升高的原因不同但结果相当,油耗升高也会造成燃油车的续航里程缩减且幅度不低。

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