在写这篇文章的时候，正值北京气温骤降，下飞机时不禁感叹，电动车的\"吐槽大会\"要开始了。作为刚刚参观完威马EX5 520 的电池PACK车间，详细了解了电池包生产过程和热管理系统升级的人，是时候给大家科普一下电动车冬天的那些事儿了！
接下来我们以威马EX5为例，从为何电动车冬季续航会衰减、车企应对续航衰减有哪些方法、备受争议的柴油加热是否靠谱这三个方面出发，给大家进行详细的分析。
为何电动车冬季衰减严重？锂电池非常\"怕冷\"
即便是我们没用开过电动汽车，我们至少都用过使用锂电池的智能手机，很多人应该碰到过冬天把手机拿出来，过不了多久就自动断电的情况。电动车同理，他们使用的锂电池也会遇到这个问题。
首先给大家简单科普一下锂电池的基本原理，电池充放电的过程，我们可以简单理解为游泳锂离子游泳上下班的过程，充电的过程就是锂离子早上去公司下班，天冷的时候，就有锂离子不想出门了，锂离子少了，就天然造成了容量损失。
放电的过程好比锂离子下班回家，由于气温比较低，电解液会变得的粘稠甚至结冰，锂离子就\"游不动\"了，这个时候就得用更多的电推着锂离子走，又使得电池可用电量变少了。
\"双管齐下\"，这就使得冬季锂电池能量衰减相当严重，再给大家一个比较直观的数据，同一块锂电池，在20-40℃的温度条件下，电池容量基本能保持在100%，温度降到10℃，容量90%，温度降到0℃，容量80%。在0℃以下，容量会随温度的迅速下降，如果在零下20℃时，锂电池容量只有原本的50%，此时不仅容量衰减严重，就让锂电池放电启动车辆，都会变得困难。
目前、为了保证电池的正常工作，这就需要使用PTC（电热丝）先将电池加热到一个正常状态，加热就需要耗费额外的电量。这里给大家做个总结，冬季电动车续航衰减，主要原因有两个：一个是锂电池低温状态容量会有很大衰减，另一个是为了缓解低温的影响，锂电池需要额外耗电为自己进行加热，也会使得续航衰减。
驾驶员和乘客也\"怕冷\"
驾乘人员怕冷就很好理解了，怕冷就要开空调，不同于燃油车空调可以利用内燃机的余热加温，电动车要加热，就需要使用PTC了，而PTC的能耗相比制冷空调又要高很多（PTC最大功率4-5kW，制冷空调2kW）。开两小时10度电没了，再加上怕冷的锂电池也得用PTC进行加热，这就使得本来冬季续航就衰减严重的电动车雪上加霜。
车企为缓解冬季衰减做了哪些努力？锂电池的低温衰减，是从化学原理上迈不过去的坎，除非不用锂电池，否则无法根治。既然无法根治，那工程师只能想各种办法来\"曲线救国\"。比较常见的方法有三种热管理的\"治疗\"，我们就借此次参观威马电池包PACK车间的机会，聊一聊工程师都做了哪些努力。
液态水循环的加热系统
水循环的温控系统相信大部分人都有所耳闻，其实和我们夏天所说的电池包的液冷系统是一个东西，其中核心部件就是铺设在电池底部的水循环管路，在夏季它是电池的\"凉席\"，在冬季它是锂电池的\"火炕\"。目前绝多大数的电动车，都配备了这套系统，而热量的来源，主要是通过PTC（电热丝）烧水来加热系统，能量还是来自电池。
威马EX5电池水冷板
威马EX5除了拥有PTC加热外，还有一套柴油加热器可以为电池来加热，如果说PTC是电烧水加热电池，那么柴油加热器就是油烧水加热电池，关于这套柴油加热器，在下文中我们会和大家详细解读。
充分利用电驱动的余温
除了使用额外能量加热外，现阶段另外一个方法，就是充分利用电机和电控的余热来为电池加温。过去很多的电动车，电机、电控和电池、空调的温控系统都是相互独立的，因此到了冬天，电机、电控的发热就被白白浪费掉了，威马EX5 520的做法是将两套温控系统通过一个开关实现连通，在冬季的时候电机和电控的余热也能为电池提供加热。从实际效果上来看，这样的方法可以在冬季提升10%左右的续航。目前除了威马之外，吉利、广汽新能源、北京奔驰等车企的最新电动车，也使用上了这项功能。
不过由于电机、电控本身的效率（一般在85%以上）就非常高，TA的发热量还是比较有限的，因此这套系统只能在车辆运行起来之后，起到一个加热电池的功能，而且如果真的是极寒地区，还是要靠外界热源。
电驱动&电池温控系统
使用热泵空调
上文中我们讲到冬季空调的能耗高，主要是因为PTC加热的能耗比较高，那有没有办法使用更高效的空调？有，TA名曰热泵空调，简单来说就是把制冷空调的原理反过来，通过压缩机实现制热。从数据上来看，热泵空调的能耗大概只有PTC加热的40%左右，因此也有越来越多的电动车开始使用上了这套系统。
不过由于热泵空调成本比较高，一般都要在30万以上的车型中才会搭载。而且在气温过低，热泵空调的制热效果也是比较有限的。威马EX5由于本身拥有柴油加热系统，没有对热泵那么迫切的需求，同时也是考虑到成本和售价等因素，暂时没有使用热泵空调。
柴油加热器靠谱吗？除了电加热之外，威马EX5还可以选装一套柴油加热系统，这套看起来有些\"土\"的办法，在上市之初也引起了不小 争议。接下来我们就给大家好好解读下这套系统，同时在威马EX5 520上面，柴油加热器也从第一代升级到第二代，我们也来看看有哪些变化？
柴油加热器不是新鲜玩意
很多人一听到柴油加热器，第一反应会觉得非常新奇。但事实是这种加热器其实在燃油车领域早就已经普及。在比较寒冷的地方，像是俄罗斯、我国的东北以及北欧等地区销售的大货车和大客车，驻车加热器大多都是标配。很多乘用车即便没有标配，很多车主也会在后期加装一套这样的设备。
这套装置通过加热器把防冻液循环加热，达到预热发动机的作用，能够让汽车在零下30℃的地区，也能快速打火启动，同时在开车前就能快速让空调吹出热风。很多旅行房车也是通过这个驻车加热器，来为车内提供热水。
长安奔奔EV的柴油加热器
在威马EX5之前，其实很多电动车的车主也已经想出了这个方法，我们现在从\"某宝上\"搜索，还能看到很多电动车的燃油加热器改装件。只不过威马在原厂就支持了选装，整个燃油加热系统会比后期加装的更为可靠。
为何要用柴油加热而不用电加热？
锂电池和燃油比，最大的弱势是能量密度低，目前在售的锂电池最大系统能量密度不超过200kWh/kg，而柴油能量密度则高达10000Wh/kg，足足差了50倍。我们用更直观的对比来看，1L柴油的能量=2.8×10^7焦耳，1度电的能量=3.6×10^6焦耳，换算一下，1L柴油=7.8度电，威马EX5 520拥有一个10L的柴油加热箱，这就相当于自带了一块78度电的电池，来为车辆进行加热。
如果这些能量用于车辆驱动的效果是怎么样的呢？10L柴油只能让一台中型SUV跑100km左右，那同样78度电呢？参考奔驰EQC（80度电）来看，足够这个级别的SUV跑上400km的NEDC工况。这是由于内燃机有超过70%的能量都变成了热量散走了，而电机只有10%的能量变成了热量，所以在驱动效率上，电动机和内燃机不是一个维度的产品。
但若是都拿来加热，二者又回到了同一起跑线，都拥有很高的效率，这时候就得看二者在相同质量下谁的能量更多了，而拥有极高能量密度的柴油又是对电池的一种降维打击。所以综上来看，用燃油加热，用电驱动电机，是目前在锂电池没有突破性发展的情况下，冬季用车的一个比较合理的方案！
柴油加热器排放有没有问题？
一提到柴油燃烧，很多人还会比较担心排放问题，在这里还需向大家说明，之前的柴油机排放超标，主要有两个原因，一个是柴油在高温、高压状态下燃烧，会和空气中的氮气反应，产生很多氮氧化物，其次是由于不充分的燃烧，会产生许多PM颗粒。
但是在柴油加热器中，一没有高压，二没有活塞运动，整体的工作条件比内燃机中好很多，因此在这种状态下，柴油加热器的排放情况甚至比国六的汽油机还要好。此外，柴油主要作用是烧水，空调吹风经过的是水循环的管道，因此也不会出现空调的风吹出来有柴油味道的问题。
威马EX5的柴油加热器有哪些变化？
威马 EX5 520的车型升级到了第二代的热管理系统，在柴油加热器方面也做了升级。简单来说，有两个方面的提升，一个是柴油油箱的容积从第一代的6L提升到了10L；另一方面则是之前柴油加热系统只能为电池来加热，车内的空调还是用PTC，第二代的系统中可以为座舱空调进行加热。
热管理2.0
与此同时，威马方面也对此进行了实测，在-7℃的环境中将车辆静置13小时彻底\"冻透\"，然后将空调温度调至最大，当车内温度达到温度达到21℃时，将空调温度设定为23℃。在从-7℃加热到21℃的过程中，2.0系统会比1.0系统节约13.24度电，这就相当于NEDC续航能多跑100km。
此外，除了功能变化外，在设计层面，EX5 520中里为柴油加热器增加了隔音板，进一步优化了柴油加热器的NVH表现。而且相比后厂加装的柴油加热器，威马EX5的温度控制系统（BTMS）在设计之初就已经把柴油加热器的算法写好，什么温度开启，什么温度关闭，何时用PTC加热、何时用柴油加热，都可以由芯片自动控制。在可靠性和安全性方面，是要远高于手动开关的后装柴油加热系统的。
电芯温度传感器
柴油加热器的能耗如何？
以我们实测的暖风能耗来看，在0度左右的天气中，空调的平均能耗在2-3度电/小时，按照每天开车两小时计算，换算成柴油使用量的话一天不到1L。根据威马工程师的实测，冬季一个10L的柴油加热器可以使用两个星期左右。
威马EX5柴油加注口
总结很多人提到电动车的冬季续航衰减，以及柴油加热，第一时间都是嗤之以鼻，认为这和电动车的绿色环保是背道而驰的。但是嘿电认为，在电动车发展的初级阶段，我们还是要用辩证的眼光看问题。一方面，电动车的使用的电动机效率，是远远高于内燃机的，从绝对的能耗表现来看，电动车拥有很大的优势，可以带头实现节能减排的效果。另一方面则是，锂电池的天然问题，导致冬季会出现续航里程的衰减，车企本着解决当下最紧迫问题的思路，来使用化石燃料进行加热，让合适的能源干合适的事情，满足车主的冬季用车需求，我认为是无可厚非的。
最后，在参观完EX5的整个电池PACK车间之后，嘿电还有另外一个感悟：电动车的热管系统，热泵空调、水循环、余温加热等硬件设备，所有电动车厂家的都会做得越来越完善。不过这只是拿到了电动车赛道上的入场券，接下来，如果将热管理系统的安全策略、控制策略等软件算法做得好，需要更长时间的积累和验证，而这才是比拼的真正开始。