“全城的特斯拉都趴窩了！”電池背鍋還是超級(jí)充電樁背鍋？
撰文 |飲馬流花河
出品 | 零碳知識(shí)局
一段在TikTok上瘋傳視頻的顯示，芝加哥地區(qū)有幾輛特斯拉遺棄在公共充電站，已經(jīng)被凍成了冰棍。
特斯拉車主向當(dāng)?shù)孛襟wFOX 32芝加哥電視臺(tái)表示，盡管他們長(zhǎng)時(shí)間給車輛充電，但電動(dòng)車在芝加哥這種極寒天氣下顯然無(wú)法工作，車主們不得不用拖車把他們的特斯拉拖出來(lái)。
“一點(diǎn)電都沒(méi)有、一點(diǎn)電都沒(méi)有、還是零百分比。”車主Tyler Beard說(shuō)，他曾試圖在特斯拉超級(jí)充電站為他的電動(dòng)車充電，但嘗試了多天，每次充電三個(gè)小時(shí)都沒(méi)有成功。
隨著電動(dòng)汽車滲透率的提高，冬天的寒潮給電動(dòng)汽車車主帶來(lái)了麻煩，因?yàn)楸鶅龅臏囟葧?huì)耗盡電池并減少行駛里程，充電也變得更加困難。
近日，極寒氣候侵襲“風(fēng)城”芝加哥。根據(jù)美國(guó)國(guó)家氣象局的數(shù)據(jù)，上周芝加哥大部分地區(qū)的溫度降至接近零下30度。芝城西郊奧羅拉市（Aurora）14日在風(fēng)寒效應(yīng)下（wind-chill）的最低溫度達(dá)到華氏零下40度。
這是自2019年以來(lái)該城市最寒冷的時(shí)期，當(dāng)?shù)貧庀缶謱?duì)此發(fā)出“風(fēng)寒警報(bào)”，NFL比賽取消，學(xué)校停課。
特斯拉也罷工了。
當(dāng)?shù)孛襟w稱：“公共充電站變成了電動(dòng)汽車的墓地。”
相關(guān)消息迅速發(fā)酵，有關(guān)電動(dòng)車能否適應(yīng)冬天嚴(yán)寒的問(wèn)題在美國(guó)吵的不可開(kāi)交。
馬斯克的疏忽
國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示：2022年，全球電動(dòng)汽車銷量首次突破1000萬(wàn)輛，電動(dòng)汽車保有量達(dá)到2600萬(wàn)輛，新車滲透率達(dá)到14%，遠(yuǎn)高于2020年、2021年的5%和9%。
2023年，全球電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到1400萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)35%，新車滲透率將突破18%。
特斯拉是美國(guó)市場(chǎng)的絕對(duì)霸主，根據(jù)凱利藍(lán)皮書(shū)最新的數(shù)據(jù)，2023 年全年，美國(guó)共售出 118.9 萬(wàn)輛電動(dòng)車，其中僅特斯拉 Model Y 和 Model 3 就售出 61.5 萬(wàn)輛，占比高達(dá) 51.7%。
然而，馬斯克在位于舊金山和奧斯汀的硅谷設(shè)計(jì)車輛時(shí)，似乎沒(méi)有考慮到不同的季節(jié)條件下電動(dòng)車的性能表現(xiàn)。
當(dāng)氣候變化加劇，電動(dòng)汽車在北部寒冷的城市中推廣開(kāi)來(lái)，這個(gè)疏忽變得越發(fā)明顯。
“特斯拉困在芝加哥寒潮中”成為美國(guó)社交媒體上的熱點(diǎn)事件，有不少車主在《紐約時(shí)報(bào)》CNBC等大媒體上吐槽自己的遭遇。
吐槽最多的是電池性能衰減問(wèn)題，一位女車主向《紐約時(shí)報(bào)》表示：在正常情況下，她的特斯拉可以在單次30分鐘的充電情況下行駛273英里。
本周由于寒冷的夜晚，她早上醒來(lái)時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛電池已經(jīng)耗盡了大約三分之一。隨著溫度的降低，她每天早上都花了幾個(gè)小時(shí)排隊(duì)等待充電。
“我真的不太想要特斯拉了。”她說(shuō)。
除了續(xù)航里程，某些高端設(shè)計(jì)的弊端也在冬季顯形。
芝加哥的一位35歲工程師尼克·塞西表示，他發(fā)現(xiàn)他的特斯拉門(mén)鎖被凍得無(wú)法打開(kāi)，在零下5度的溫度下花了一個(gè)小時(shí)與門(mén)鎖進(jìn)行斗爭(zhēng)。
最終，他設(shè)法鑿出嵌入式的后備箱把手，將其打開(kāi)，爬進(jìn)去，駕駛著他的Model Y Long Range S.U.V.行駛了五英里到最近的超級(jí)充電站。隨后加入了漫長(zhǎng)的充電隊(duì)伍。
那里所有12個(gè)充電樁都被占用，由于駕駛員在車內(nèi)開(kāi)著暖氣，又減緩了充電過(guò)程。
塞西說(shuō)“我將度過(guò)整個(gè)冬天，然后再?zèng)Q定是否繼續(xù)保留它。”
特斯拉門(mén)鎖被凍住也在中國(guó)社交媒體上引發(fā)廣泛討論
而對(duì)于沒(méi)有私樁的車主來(lái)說(shuō)，最棘手的問(wèn)題是充電。
極端寒冷可能會(huì)凍結(jié)特斯拉超級(jí)充電站（或任何電動(dòng)汽車快速充電器）的充電電纜、連接器和其他關(guān)鍵組件。積冰、材料僵硬以及電路中電阻的增加可能會(huì)導(dǎo)致這些問(wèn)題。
這反過(guò)來(lái)影響了電子組件的效率和性能，可能導(dǎo)致故障或關(guān)閉，就像在文章開(kāi)頭看到的那樣，電動(dòng)車由于無(wú)法充電被困在充電站。
凜冬已至，特斯拉在其網(wǎng)站上的一篇文章中提醒用戶，在寒冷的天氣中，車輛需要更多的能量來(lái)加熱電池和駕駛艙，因此能源消耗增加是正常的。
在文章中，特斯拉建議：保持電池充電水平在20%以上，以減少寒冷天氣的影響。
特斯拉冬季用車指南
電池與低溫的矛盾
寒冷的天氣和狀態(tài)良好的電動(dòng)車從來(lái)不是一對(duì)好朋友。
與內(nèi)燃引擎汽車不同，電動(dòng)汽車有兩個(gè)電池：一個(gè)是低電壓電池，另一個(gè)是高電壓電池。在特別寒冷的天氣中，低電壓的12伏電池也可能失去電荷，就像傳統(tǒng)車輛一樣。
“當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，電動(dòng)汽車在低電壓電池被啟動(dòng)之前無(wú)法在快速充電器上進(jìn)行快速充電。”特斯拉前員工、現(xiàn)任零排放交通協(xié)會(huì)執(zhí)行董事阿爾伯特·戈?duì)枌?duì)《紐約時(shí)報(bào)》稱。
電動(dòng)汽車面臨的挑戰(zhàn)在于，電池的兩個(gè)電極——陽(yáng)極和陰極——在極端低溫下化學(xué)反應(yīng)減緩。這影響了電池的充電和放電過(guò)程，加利福尼亞大學(xué)歐文分校的清潔能源研究所所長(zhǎng)杰克·布勞爾表示。
“在非常寒冷的條件下，要讓電池電動(dòng)汽車正常工作變得非常困難，”布勞爾說(shuō)道。“如果溫度很低，你無(wú)法像在溫暖時(shí)那樣快速充電或快速放電電池。沒(méi)有物理方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。”
行業(yè)媒體INSIDEEVS進(jìn)一步指出：電池化學(xué)反應(yīng)也是一個(gè)問(wèn)題，特斯拉最常用的兩種電池是磷酸鐵鋰（LFP）和三元鋰電（NCA）電池。
例如，標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航型的Model 3使用LFP電池，與在Model 3和ModelY的長(zhǎng)續(xù)航型號(hào)中的圓柱形NCA電池相比，這種棱柱形電池價(jià)格低廉，但能量密度不如NCA電池高。
雖然NCA和LFP電池在寒冷天氣中都受到不利影響，但LFP電池的表現(xiàn)稍差一些?？傮w續(xù)航里程的減少超過(guò)了NCA電池。LFP電池在寒冷天氣中充電也更為困難。
這意味著如果電池組無(wú)法在到達(dá)直流快速充電器之前進(jìn)行“預(yù)調(diào)節(jié)”（將電池加熱到最佳溫度），整體充電速度將顯著變慢。再加上在極寒天氣中續(xù)航里程的減少，就有可能在到達(dá)超級(jí)充電站時(shí)，電池的充電狀態(tài)（SoC）只有個(gè)位數(shù)。
而電動(dòng)車主對(duì)“預(yù)調(diào)節(jié)”功能認(rèn)識(shí)不足。預(yù)調(diào)節(jié)本身需要能量，讓電動(dòng)汽車保持較低的充電狀態(tài)可能會(huì)妨礙該過(guò)程。
由于特斯拉通常在較低的電量狀態(tài)下停止預(yù)調(diào)節(jié)，以避免在到達(dá)快速充電器之前電量用盡，因此直到車輛插入充電器才開(kāi)始調(diào)節(jié)電池狀態(tài)，快速也會(huì)變成慢充。
“像任何新技術(shù)一樣，對(duì)人們來(lái)說(shuō)都存在一個(gè)學(xué)習(xí)曲線，”芝加哥汽車交易協(xié)會(huì)的馬克·比萊克（Mark Bilek）說(shuō)，所有電動(dòng)汽車在極端寒冷天氣下都可能出現(xiàn)問(wèn)題，駕駛員在充電前需要按下預(yù)調(diào)按鈕。
“這不是插上就能用。您必須進(jìn)行電池預(yù)調(diào)，也就是說(shuō)您必須將電池升溫到接受快速充電的最佳溫度，”比萊克說(shuō)。
但不得不承認(rèn)的是，冬季電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的卻差一些，在2022年至2023年冬季，電池健康和數(shù)據(jù)初創(chuàng)公司Recurrent收集了來(lái)自10000輛電動(dòng)汽車的數(shù)據(jù)，以分析寒冷天氣對(duì)續(xù)航里程的影響。Recurrent發(fā)現(xiàn)冬季觀察到的平均續(xù)航里程——考慮了氣候、地形和駕駛模式等實(shí)際變量后的續(xù)航里程——為正常續(xù)航里程的70.3%。
為什么挪威沒(méi)事兒？
在苦寒之地挪威，電動(dòng)汽車占據(jù)近四分之一的市場(chǎng)份額，卻很少出現(xiàn)電動(dòng)汽車集體趴窩的情況。
“挪威司機(jī)習(xí)慣性地采取一些措施，例如在行駛前對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱，以提高在寒冷天氣下的效率。挪威電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)的顧問(wèn)拉斯·戈德伯特表示。
公共充電樁的建設(shè)也是一個(gè)問(wèn)題，在挪威，充電站在冬季比夏季排隊(duì)的人更多，但由于挪威建設(shè)了更多的充電端口，這在最近幾年已經(jīng)不再是一個(gè)問(wèn)題，戈德伯特引用了最近會(huì)員調(diào)查的數(shù)據(jù)表示，挪威大多數(shù)人居住在獨(dú)棟住宅而非公寓，將近90%的電動(dòng)汽車車主在家中擁有自己的充電站。
根據(jù)歐洲環(huán)境署的數(shù)據(jù)，在歐洲，挪威、瑞典、冰島、芬蘭和丹麥在2022年新車注冊(cè)中的電動(dòng)汽車份額最高。
但就像上圖中一位特斯拉車主所說(shuō)，不是所有人都有錢(qián)花3萬(wàn)塊在家中建設(shè)私樁。
有業(yè)內(nèi)人士指出，人們對(duì)于電動(dòng)車的冬季續(xù)航焦慮，其實(shí)并不源于電動(dòng)汽車本身。
所有車輛，包括柴油或汽油動(dòng)力的車輛，在寒冷的天氣下性能都會(huì)下降。他表示，問(wèn)題不在于電動(dòng)汽車在寒冷天氣中的運(yùn)行能力，而在于提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施，比如充電站。
對(duì)于汽油或柴油動(dòng)力的汽車，司機(jī)完全相信他們會(huì)找到加油站，因此不太關(guān)心在寒冷天氣下汽車的效率降低，他說(shuō)。“如果電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有就位，那可能會(huì)引起更多關(guān)注。”
美國(guó)的車樁比非常高，根據(jù)美國(guó)能源部數(shù)據(jù)，2022年美國(guó)公共充電樁保有量13.1萬(wàn)個(gè)，新能源車保有量約330萬(wàn)輛，公共車樁比由2011年的5.1逐漸上升至2022年的25.1。
電動(dòng)汽車銷量大增，基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有跟上，自然在冬季電池功能衰減、補(bǔ)能需求上升情況下，給電動(dòng)車主帶來(lái)了不好的充電體驗(yàn)。
隨著技術(shù)公司更新電動(dòng)汽車和電池技術(shù)，寒冷天氣可能會(huì)變得不再成為問(wèn)題。
在過(guò)去幾年里，多家電池公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出能夠使新型號(hào)在寒冷天氣下更高效的功能。
寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在出席2023年中國(guó)汽車論壇時(shí)表示，目前寧德時(shí)代已開(kāi)發(fā)出了全新的電解液材料。新的電解液在-20℃的極寒條件下可以將電池充電效率提高50%，在正常溫度下則可以提高43%。
國(guó)軒高科工程研究總院院長(zhǎng)蔡毅在2021年也透露，“國(guó)軒新電解液配方能夠提升鐵鋰電池低溫性能超過(guò)20%。”