问题

身处南北方交界处,四季分明,买电车究竟是买三元锂电池还是磷酸铁锂电池?

回答
您好!很高兴能为您解答关于在南北方交界处选择电动汽车电池的问题。您提出的这个问题非常实际,毕竟咱们南北方交界处,四季分明,气候变化对电动车的续航和性能确实有影响。

咱们就来聊聊这三元锂电池和磷酸铁锂电池,看看哪个更适合您。

认识三元锂电池和磷酸铁锂电池

要说哪个好,咱得先弄明白它们俩的区别,就像咱们都知道猪肉和牛肉不一样,各有各的口感和做法。

三元锂电池(NCM/NCA):
成分:它里面的正极材料,通常是镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或者镍、钴、铝(Al)的组合。您听名字就知道,它是“三元”的,这仨哥们儿在里面扮演着不同的角色。
优点:
能量密度高:这就像是它的“饭量”大,同样体积下,它能储存更多的电,所以同样大小的电池组,三元锂电池的电动车续航里程通常会更长。对于追求长续航的朋友来说,这是个很大的吸引点。
低温性能相对较好:虽然 all lithium batteries suffer in the cold,但相对来说,三元锂电池在低温环境下,电量衰减和续航里程下降的情况会比磷酸铁锂电池稍微好一些。
功率输出大:它能瞬间释放更大的能量,所以一些追求加速性能和动力响应快的车型,往往会选择三元锂电池。
缺点:
成本较高:镍和钴这两种金属本身价格就不菲,所以三元锂电池的制造成本会更高一些。
热稳定性稍差:这就像是它“脾气”有点大,在极端情况下(比如过充、短路、高温)更容易发生热失控,安全性相对磷酸铁锂电池来说要弱一点。当然,现在的电动车厂家都有很好的电池管理系统(BMS)来保证安全,但理论上的风险还是存在的。
循环寿命可能稍短:相比磷酸铁锂电池,它的充放电循环次数可能会少一些。

磷酸铁锂电池(LFP):
成分:正极材料是磷酸铁锂(LiFePO4)。这个“铁”和“磷”是它的主要构成元素。
优点:
安全性高:这是它最大的优势。它的化学结构非常稳定,即使在比较恶劣的条件下,也极难发生热失控,这就像它“脾气”很温和,不容易“暴躁”。
成本较低:不含钴、镍等贵金属,成本自然就下来了,所以搭载磷酸铁锂电池的电动车,通常价格会更亲民一些。
循环寿命长:它经过多次充放电,性能衰减得比较慢,可以使用很长时间,这就像它“身体硬朗”,耐用。
高温性能较好:在高温环境下,它的性能衰减相对较小。
缺点:
能量密度相对较低:这也是它最主要的短板。同样体积的电池组,它储存的电量会比三元锂电池少,所以同样续航里程的车型,磷酸铁锂电池版本的车身会更重,或者电池组体积更大。
低温性能相对较弱:这是在您所处地区需要重点考虑的。在寒冷的天气里,磷酸铁锂电池的活性会降低,导致续航里程明显缩水,充电速度也会变慢。
充电速度在低温下受影响较大:同样,寒冷天气下,它充电也会比较“慢热”。
能量密度低的限制:有时候为了达到一定的续航里程,需要更大的电池包,这会影响车辆的空间布局和整备质量。

针对南北方交界处的具体分析

您身处南北方交界处,四季分明,这意味着您会经历:

1. 夏季(高温):这个季节,两种电池都能正常工作,磷酸铁锂电池的高温稳定性会更有优势。
2. 冬季(低温):这是关键!南北方交界处的冬天,气温可能降到零度以下,甚至更低。这时候,磷酸铁锂电池的续航衰减和充电速度变慢的缺点就会非常明显。

具体来说,在冬季,相同电池容量的磷酸铁锂电池电动车,其续航里程衰减可能会比三元锂电池的车型多出20%30%,甚至更多。这意味着,如果您冬季经常需要长途出行,或者对续航里程有较高要求,那么磷酸铁锂电池可能会让您“里程焦虑”更加严重。

那么,您到底该怎么选?

这个问题没有绝对的答案,关键看您的用车习惯和优先级。

考虑选择三元锂电池的情况:

您非常在意冬季续航:如果您所在的地区冬季比较寒冷,且您需要经常在冬季长途出行,或者对续航里程有比较高的要求,不想因为天气原因频繁充电,那么三元锂电池的优势就非常明显了。
您追求更长的续航里程:如果您希望在同等电池组大小下获得最远的续航,或者对车辆的“跑得远”有执念,那么三元锂电池是更好的选择。
您对车辆的加速性能有要求:如果您喜欢车辆的动力响应更灵敏,起步更迅猛,那么三元锂电池在这方面也有优势。
您的预算相对充足:三元锂电池的车型通常价格会高一些,如果您对价格不是特别敏感,可以优先考虑。

考虑选择磷酸铁锂电池的情况:

您主要在城市内通勤,日常用车场景续航足够:如果您大部分时间是在市区内代步,每天的行驶里程并不长,而且家里或公司都有充电条件,那么即使冬季续航有衰减,也不会对您的日常使用造成太大困扰。
您对车辆的安全性有最高要求:如果您将安全性放在首位,那么磷酸铁锂电池的“铜墙铁壁”般的稳定性会让您更加安心。
您的预算有限,追求性价比:如果您是价格敏感型消费者,希望用更少的钱买到电动车,并且能接受一些潜在的低温续航损失,那么磷酸铁锂电池的车型会是您的首选。
您对车辆的维护和长期使用寿命更看重:磷酸铁锂电池的长寿命和更稳定的表现,在长期使用中也会带来不错的体验。
车辆有热管理系统,能缓解低温影响:现在很多电动车,特别是高端车型,都会配备比较先进的电池热管理系统,这能在一定程度上缓解磷酸铁锂电池在低温下的性能衰减。在选购时,您可以重点了解一下目标车型在这方面的表现。

总结一下,给您个小建议:

1. 多关注目标车型的具体表现:不要只看电池类型,还要看车型的具体续航里程(特别是北方用户可以关注一下冬季续航测试)、电池热管理系统、品牌口碑等。
2. 试驾非常重要:如果您有条件,一定要去试驾一下您感兴趣的车型,尤其是在天气比较冷的时候(如果可能),亲身体验一下车辆的续航和性能。
3. 了解当地气候特点:您所处“南北方交界处”的具体情况也很重要。是偏南还是偏北?冬天的平均气温和极端最低气温是多少?这会直接影响您对电池类型的选择。
4. 问清楚电池的质保政策:了解清楚不同类型电池的质保年限和里程,这也能在一定程度上弥补您对电池寿命的顾虑。

简而言之,如果您追求的是“无忧续航”,尤其是在严寒的冬季,那么三元锂电池是更稳妥的选择。但如果您对价格更敏感,日常用车场景也比较固定,并且能接受一定的冬季续航折扣,那么磷酸铁锂电池也是一个非常不错的、安全且经济的选择。

希望我的这些分析能帮助您做出更明智的决定!买车是大事,多做功课总是好的。祝您早日提到心仪的爱车!

网友意见

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之前在动力电池厂,我看过某电池大厂的测试参数,三元材料抗寒的能力强,零下二十度,还能有个70%的电量。而磷酸铁锂电池大概只有55%的电量。

在零度左右,他们做的实验中,出品的三元锂电池衰减约10%,磷酸铁锂电池衰减约20%。当然,这个衰减的具体程度,和工艺或具体用的材料BOM也有很大关系。

但三元锂材料是典型的耐寒不耐热,耐热稳定性差,电池热量如果散发不出去,温度上升到一百五十到两百摄氏度,三元材料就会发生热失控,大量释放氧气,混合电池里可燃的电解液,造成爆燃现象。

而磷酸铁锂的橄榄石结构的热稳定性极强,到达700摄氏度以上才会分解,产生的分解反应,且不会大量释放氧气,所以即便超高温(外界着火)环境下,磷酸铁锂电池也不会剧烈燃烧。

所以综合来说,LFP(磷酸铁锂)的安全性高(耐高温),循环寿命长,低温充电速度较慢,原材料资源相对丰富(成本相对低)。但缺点也很明显,不耐低温,能量密度相比NCM要低。

NCM(镍钴锰酸锂)电池耐低温比较好,能量密度高,安全性(耐高温)不行,低温充电速度较快,里面的钴金属属于有毒有害金属,且价格高昂,所以配三元锂电池的车一般来说会比磷酸铁锂的车要贵。

所以,如果是四季分明,如我所住的武汉,冬季零度左右,夏天四十度左右,我觉得还是买磷酸铁锂电池的车型比较好。

磷酸铁锂在零度左右的冬季电池的衰减对比三元锂电池还不是那么明显;

在炎热天气下的磷酸铁锂对比三元锂电池相对安全(武汉夏天的露天地表温度可达到70度);

磷酸铁锂电池对比三元锂电池的成本低,装载磷酸铁锂电池的车型的售价会低一些。

实际在零度左右的冬季续航,比起选择磷酸铁锂还是三元锂电池,我觉得最重要的还是要选择装了热泵的汽车。

因为冬季驾驶,要保持车内的温度,我们是需要开空调的,而早期新能源车用传统的PTC,耗电量非常大,全程暖风甚至会减掉20%-30%的续航。

以2017年上市的某款车型举例,为了提高驾乘舒适度和暖风的响应速度,车企在前排设置了功率5.5KW的PTC加热模块,在后排设置了3.7KW的PTC加热模块。

所以,冬天如果前后取暖全开,开始是满负荷的9.2KW,在二十分钟后达到了设定温度,散热和加热保持均衡,就只需要2KW的耗电用于维持了,但空调开一个小时,耗电量也会有4.4KWH。

以75KWH跑450公里(NEDC)来算,每度电6公里,那么开一个小时的空调,以市内跑每小时60公里来说,意味着全开PTC,开60公里就会损失二十几公里的续航。而周边天气越冷,则保持车内温度所用的电量越多。这也是为什么老款的纯电车,只要全程开暖风,那么在冬天续航下降这么厉害的原因了。

而热泵就能有效提高能耗比,如果PTC的COP(能效比)为一,那么以特斯拉为例,在零度到十度的时候,热泵的COP为1.5-2.5,远高于PTC的制热。

最后简单说下,啥是热泵制热

这和普通空调制冷的原理是极为类似的,都是用的“劫贫济富”的手段。本来室内的温度比室外低,但是需要逆转温度正常传导的过程,汲取高温外界的“冷”,传输到室内来。

而热泵制热的原理也是类似,本身车内温度比外界要高,但是通过压缩机制造的高低压环境和冷媒的气液变化下,使得热泵能汲取低温外界的“热”,传导进车内。

热泵系统在低温环境下的COP>2,也就是说一度电可以起到PTC两度电的制热效果。而现在的热泵集成系统,还可以利用电池、电机的余热,有的热泵系统还可以利用充电来加热冷却液,来储存充电时的热量,这对于冬天的纯电车续航来说,就更能起到立竿见影的效果了。

但现阶段的车载热泵也是在零度到十五度,制热效率比较高,在零下五度到十度的热泵COP还能超过PTC,但是低于零下十度,现阶段的热泵是很难从低温环境中汲取热量了,和PTC制热耗电相差无几。更不要说零下二三十度的超低温,现在装载在车上的热泵基本是无能为力的。

北方冬季的超低温下,车辆依旧需要PTC或者其他类型的高能耗加热方案来温暖座舱,所以严寒地区买车的时候,消费者还是要注意这一点。

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