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眾所周知，寒冷的冬天是電動車的克星，較低的溫度會降低電池組的工作性能。人怕冷，可以貼上暖寶寶，穿上羽絨服以禦寒。但電動車（電池組）怕冷時，該怎麼辦呢？界業內有沒有什麼辦法可以解決電動車的冬季供暖問題呢？
針對這個問題，EVLAB特意邀請到了汽車圈內的行業專家以及工程師們和大家一起探討「電動的冬季供暖問題」。快來聽聽專業人士是怎麼說的吧！
電動汽車制熱大概分為兩種：熱泵和PTC
熱泵的原理和空調一樣，內外搬運熱量，功率比較低，一般1～2kW。在外界溫度不太低的情況下，制熱效果比較好，但是外界溫度低於-10，效果就大打折扣了。
PTC相當於暖氣，直接用電發熱，功率比較高，一般可達3～5kW。外界溫度高低對其發熱效率沒影響。兩種方式各有利弊，大家可以根據功率來推算對續航的影響，比如電池組50kWh電，如果是PTC空調，每小時用電3～5度，每小時大概會減少6～10%的續航。
不過需要注意的是，當冬季室外溫度比較低的時候，電動車的電池包會自行加熱以維持電池的正常放電，也就是說電池包還有一個加熱器，這個加熱器的功率更大，可到5～10kW，當冬季車輛啟動的時候，要靠此加熱器將電池加熱到適合正常工作的溫度，這部分電量也是不少的。
對於部分具有座椅加熱功能的車型來講，座椅加熱的最大功率大概在1～2kW之間，大概會影響5%左右的電池續航。
綜合核算，PTC大概會減少15%～20%左右的續航，熱泵空調大概會減少10%～15%的續航，電池包加熱器大概會減少10%～30%的續航，座椅加熱大概減少5%左右的續航……
這也是為什麼在冬季比較寒冷（-10度及以下）的情況下，電動車電池的續航會大幅縮水甚至減半的原因了。
鋰離子電池怕冷這個認知，其實要早於人們對電動汽車的關注。
影響力最大的科普者，就是大名鼎鼎的蘋果手機。這一點我有親身體會，充滿電的iPhone6在寒冷的冬季出門，沒幾分鐘就只剩下60%的電量。若路上多耽擱一會，它直接給你關機了，連打個滴滴的機會都不給，苦不堪言。在寒冷面前，鋰電池比人還要嬌貴！
正是蘋果手機的科普如此到位，所以當電動汽車迎來第一個冬天、續航大幅縮短的時候，用戶並沒有衝動地指責廠家偷工減料帶來質量問題，更多的是抱怨應對措施不到位。
電動汽車冬季續航縮短，通俗地說，是由兩個原因導致的：
一是人怕冷，二是電池怕冷。
人怕冷，於是就要開暖風。即便是大家都熟悉的燃油車，夏季開空調油耗也會大幅上升。而冬季開暖風，情況會更加嚴峻，原因在於：
制暖需求量更大：制暖/冷消耗主要由溫差決定，冬季-10℃→20℃，制暖需求30℃。夏季35℃→25℃，制冷需求也就10℃而已。
制暖效率更低：制冷由「電能/動能搬運熱量「來做到，也就是「冷泵」。而制暖通常是由「電能轉化熱量」的PTC來做到，效率低。「電能搬運熱量」的「冷泵」應用還不普遍。
燃油車的乘客也怕冷啊，為什麼沒覺得冬天制暖更耗油呢？ 原因在於，發動機工作會產生大量的熱，這些熱量足以家用小轎車使用了。而電動汽車呢？ 工作的時候電池、電機都非常地「冷靜」，沒有餘熱可用啊！
如果發揚阿Q精神，咱們也可以換個角度來理解：電動汽車正是因為能量轉換效率高達90%以上，比發動機的20-40%高很多，所以餘熱才少、所以才需要消耗額外的制暖能量的！這樣理解是不是舒服多了？呵呵。
至於電池怕冷，大部分人僅有模糊的、感性的認識，而不清楚具體原理。今天我們稍微花點時間，縷一縷。大家別走，我保證講得通俗易懂。低溫是如何折磨鋰電池的？只需要記住以下3點就可以了：
正極才是鋰離子的家：當所有鋰離子均到達正極，回到家時，它們就不再想動了。也就是，沒電可放了。
強迫鋰離子背井離鄉，就是充電：為了避免成為死肥宅，人們就要「充電」。正負極通電之後，在各種電場力、擴散力、電化學力的作用下，鋰離子們背井離鄉，離開正極的家，穿越電解液，來到負極暫居下來。也就是，充滿電了。
思鄉心切，期待放電：鋰離子思鄉心切，一旦有機會飛奔回正極，回家的過程中伴隨著巨大的能量釋放，驅動車輛前行。
那低溫下的鋰電池，發生了哪些變化呢？
容量損失：鋰離子 「凍住，不許動」。負極的鋰離子本來思鄉心切，但低溫下部分鋰離子失去活性(圖中黃色圓圈)，不願意出門了。打個比方，本來你在銀行有100萬元，惹上官司後銀行凍結了20萬元，這部分就不能使用了。若能證明清白(溫度恢復)，凍結的20萬元還能恢復(電量也能恢復)，不會憑空消失。
放電損失：電解液固化，「歸家異途」兇險。溫度正常時，鋰離子可以順利地穿過電解液。低溫時，電解液變得「黏稠」，甚至「結冰」，鋰離子的歸家異途就變得兇險了，要費不少力氣才能穿過去。具體表現就是內阻增大，本來一度電能跑5公里的，現在只能跑4公里了。
打個比方，這相當於增加了「能量稅」，好好的10萬元，只買到了8萬元的貨品；一旦花了出去，再恢復正常溫度，這部分損失的能量也回不來了。
低溫下鋰離子的「歸家異途」
3種不同狀態電芯，0度以下內阻顯著增加
充電衰減：直觀地理解，負極材料的晶格就像蜂巢一樣，鋰離子來了之後可以「嵌入」進去，英文叫intercalation。在低溫下，晶格就收縮了，鋰離子「嵌入」變得困難。
所以電池管理系統就自覺地降低充電速度，這就會導致第二天早上也充不滿，本來就堪憂的續航，雪上加霜。
有人說，如果我讓BMS在低溫下強行加大電流呢，就不能把鋰離子給強行擠進晶格嗎？答案是，可以是可以，但晶格有可能就「擠破」了，這會造成電池容量的永久性損耗。所以兄弟，心急吃不了熱豆腐。
可以看出來，低溫對鋰離子電池的傷害是全方位的：一來充電不滿，二來放電不順，三來制暖又非常耗電。這一多管齊下，開流節源，電動汽車冬季續航減半也絕不是很誇張的說法了。那麼，有什麼應對措施呢？
熱泵——提高制熱效率
人怕冷，可以忍一忍，「又不是不能用」(狗頭笑臉)。當然，為司機與乘客制暖，也並非沒有優化空間。例如，設計較小的車型，再如特斯拉的方向盤與座椅加熱系統 —— 保證屁股與手不冷，臉上涼點可以忍，這樣的話就不太冷的氣候下，就沒必要開車內制暖了。
特斯拉座椅加熱系統
電池怕冷，那是絕對忍不了的。一般的電加熱叫PTC，聽起來挺高科技的，其實就是電流通過電阻，根據焦耳定律放熱。這種電加熱方法，1度電可以轉換成1度熱，效率較低。
有沒有1度電帶來更多熱量的方法呢？有的，也就是所謂的「熱泵」，可以簡單地理解為空調制冷的反過程。前兩年Bosch都也在推這套系統，在奧迪車型e-tron版本上有使用。
理論上來說，熱泵系統可以用1度電帶來3度熱，制暖效率達300%。有些家用空調真的能達到這種效率，非常節能。但是，就像發動機特性一樣，要想達到如此高的效率，熱泵/空調需要穩定的溫度、濕度、風速條件(這些都是影響蒸發與冷凝的因素)。
居住空間也許能保證溫度、濕度、風速條件的相對穩定，但對於汽車來說，可能一個都保證不了…… 理論效率300%，實際效率也就150%。1度電可以換來1.5度熱，當然比PTC要好，但是個人看來也就是半斤八兩。對純電動汽車來說，這種頭痛醫頭、腳痛醫腳的方法，並不能從根本上解決問題。
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