深度分析電動(dòng)裝載機(jī)冬季續(xù)航（一）——電量都去哪了？

隨著環(huán)保要求的日益提高和電動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)裝載機(jī)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多。然而，不少客戶對(duì)電動(dòng)裝載機(jī)在冬季的續(xù)航表現(xiàn)仍存在顧慮，擔(dān)心寒冷天氣會(huì)導(dǎo)致電池續(xù)航大幅衰減。今天，我們通過(guò)一個(gè)案例來(lái)看看實(shí)際情況到底如何。

客戶案例

地點(diǎn)：山西太原某電廠

氣溫：1月份-23~11℃；7月份12~37℃

工況：電煤鏟裝上料

裝備：長(zhǎng)城重工GW58E/5.5t/282kWh

PS：純工作續(xù)航指排除待機(jī)時(shí)間后，基于一個(gè)完整的電池放電周期（電量從 100% 到 20% ）折算的續(xù)航時(shí)間。純工作續(xù)航是電動(dòng)裝載機(jī)能夠達(dá)到的保底續(xù)航值。在現(xiàn)實(shí)情況中，因?yàn)榇嬖诖龣C(jī)時(shí)間，實(shí)際續(xù)航會(huì)比純工作續(xù)航高出約 20% ~ 80%（本案例實(shí)際續(xù)航約高50%）。

上圖反映了山西太原某電廠一臺(tái)GW58E電動(dòng)裝載機(jī)在冬夏兩季的續(xù)航差異情況。數(shù)據(jù)顯示，該車1月份純工作續(xù)航為5.2小時(shí)左右，7月份純工作續(xù)航為5.5小時(shí)左右。續(xù)航與氣溫并沒(méi)有出現(xiàn)任何相關(guān)性，冬夏續(xù)航差異幾乎可以忽略不計(jì)。

冬季該有續(xù)航焦慮嗎？

普遍來(lái)講，認(rèn)為冬天續(xù)航會(huì)大幅衰減的理由不過(guò)有兩條：1、電池溫度過(guò)低，導(dǎo)致電池容量從化學(xué)層面衰減；2、冬天電池加熱及駕駛室制暖耗電量大，導(dǎo)致可用容量從物理層面降低。下面我們逐一進(jìn)行分析。

冬天電池一定低溫嗎？

上圖展示了今年1月至7月該車電池工作溫度的整體情況。從中能夠發(fā)現(xiàn)，電池在絕大多數(shù)時(shí)間里都處于最佳工作溫度區(qū)間15~30℃之內(nèi)。處于這個(gè)溫度區(qū)間時(shí)，電解液離子傳導(dǎo)順暢、電池活性好且化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定，一般不會(huì)出現(xiàn)容量衰減現(xiàn)象（經(jīng)實(shí)際計(jì)算：續(xù)航達(dá)成率=實(shí)際電池放出電量/理論電池放出電量≈99.8%）。而該地區(qū)1月份的最低氣溫達(dá)到了-23℃，即便施工地點(diǎn)是在廠房?jī)?nèi)，其環(huán)境溫度按理來(lái)說(shuō)也會(huì)比較低，為何電池的溫度卻這么理想呢？

首先是因?yàn)檫@臺(tái)電動(dòng)裝載機(jī)每天的工作時(shí)長(zhǎng)接近20小時(shí)（見下圖），大部分時(shí)間都處在工作或者充電的狀態(tài)。要知道，電裝的功率比較高，電芯的布局也較封閉和密集。一旦開始工作，發(fā)熱量會(huì)比較大，即便偶爾停機(jī)，在沒(méi)有冷卻系統(tǒng)介入的情況下，電池降溫也需要一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程。而電池在充電時(shí)發(fā)熱量更大，在充電完成后又會(huì)啟動(dòng)電池保溫，這樣就能確保在下一次工作時(shí)處于比較良好的溫度狀態(tài)。

除了工作時(shí)間長(zhǎng)促使電池發(fā)熱大，另外還有一種可能，會(huì)不會(huì)是因?yàn)殡姵責(zé)峁芾砥鹆俗饔?，?duì)電池進(jìn)行了強(qiáng)行加熱呢？要回答這個(gè)問(wèn)題，我們首先要看看一臺(tái)電動(dòng)裝載機(jī)的電量是如何分配的。

電量都去哪了？

上圖統(tǒng)計(jì)了該車1月與7月的總能耗和各系統(tǒng)能耗的分配情況。從整體上看，由于北方冬季居民用電量更大，所以電廠1月份作業(yè)量更加飽和。該車1月份總耗電1.9萬(wàn)度，7月份總耗電1.5萬(wàn)度。從分項(xiàng)上看，行走電機(jī)和液壓電機(jī)合計(jì)能耗都達(dá)到了91%，冬夏兩季幾乎沒(méi)有區(qū)別。主要的差異點(diǎn)體現(xiàn)在駕駛室冷暖空調(diào)和低壓電器件?？梢钥吹?，1月份駕駛室冷暖空調(diào)明顯更加耗電，占到電池總電量的4.3%，對(duì)比7月僅有0.8%，這是因?yàn)楣こ虣C(jī)械駕駛室采用電加熱制暖，功率較大。而低壓電器件7月份能耗占比大約高出1月份接近一倍，達(dá)到7.2%，主要是因?yàn)橄奶焐犸L(fēng)扇（包括液壓散熱和電機(jī)散熱）工作量更大。最后，我們還能發(fā)現(xiàn)7月份電池冷卻消耗了1.5%電量，而1月份幾乎沒(méi)有用到電池加熱！這樣我們就可以斷定，該臺(tái)車是完全靠電池自發(fā)熱來(lái)抵抗冬季低溫的，并沒(méi)有因?yàn)殡姵丶訜嵯念~外電量。

結(jié)論

至此，我們可以得出以下結(jié)論：

1、當(dāng)電動(dòng)裝載機(jī)冬季作業(yè)量較大時(shí)（作業(yè)量大是客戶選購(gòu)電動(dòng)裝載機(jī)的關(guān)鍵因素），電池靠自發(fā)熱即可抵抗外界低溫，不會(huì)出現(xiàn)因低溫而導(dǎo)致的續(xù)航衰減現(xiàn)象。建議冬季停工后直接進(jìn)行充電，有利于電池保溫；

2、冬季駕駛室制暖會(huì)消耗更多電量，但由于電裝配備的電池容量足夠大，這部分電耗在整體中的占比很小。而到了夏季，散熱風(fēng)扇的運(yùn)行同樣會(huì)消耗更多電量，綜合冬夏兩季的情況來(lái)看，整體并不會(huì)出現(xiàn)較大的續(xù)航差異；

3、在極寒地區(qū)或作業(yè)量較低的情形下，可能會(huì)涉及電池加熱就本案例而言，幾乎沒(méi)有用到這一功能環(huán)節(jié)。電池加熱與駕駛室制暖均采用PTC加熱，功率相差不大，但電池對(duì)于溫度的要求更低（只需加熱到15℃），且不會(huì)每時(shí)每刻都在加熱，所以前者消耗的電量絕不會(huì)多于后者，對(duì)整體續(xù)航的影響有限關(guān)于電池?zé)峁芾淼膬?nèi)容，我們會(huì)在下篇文章中展開詳細(xì)探討）

誠(chéng)然，人們對(duì)電動(dòng)裝載機(jī)冬季續(xù)航存在顧慮，主要是受到此前對(duì)電動(dòng)汽車的既有認(rèn)知的影響。但要記得，電動(dòng)裝載機(jī)與電動(dòng)汽車的工作環(huán)境和作業(yè)功率有著較大差異，電池包的結(jié)構(gòu)和保溫效果也有很大不同，兩者不可同日而語(yǔ)。希望通過(guò)本文的分析，能讓大家對(duì)電動(dòng)裝載機(jī)有更深的認(rèn)識(shí)，打消對(duì)冬季續(xù)航的顧慮和擔(dān)憂。

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