低溫天氣對於所有類型的汽車來說都不友好，而電動汽車受到低溫的影響更為明顯，無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池在冬季的表現都會打折扣。
車東西（公眾號：chedongxi）
作者 |Juice
編輯 |曉寒
今年10月，特斯拉通過換裝磷酸鐵電池的做法，讓Model 3的起售價從27.1萬降至24.9萬，迎來新一波銷量高潮。
但「撿到便宜」的新車主們，最近卻不開心了。
日前不少北方的磷酸鐵Model 3車主在網絡上吐槽，稱自己的車出現了電量下降、充電速度變慢、甚至是莫名其妙大幅掉電的情況。
上述現象最後都會造成一個結果——續航縮水，最誇張的是一個車主甚至聲稱續航縮水達到了50%。同樣的，比亞迪漢、五菱宏光MINI EV等磷酸鐵車型的車主，也在吐槽這一問題。
有人甚至戲稱冬天一到，電動汽車就真的成了「電動爹」。
但也需要注意到的是，儘管磷酸鐵鋰電池在冬季飽受詬病，但是在工信部最新一批新車目錄中，小鵬G3仍換裝了磷酸鐵鋰電池，此前還有榮威、北汽的電動汽車也推出了磷酸鐵鋰版本。
磷酸鐵鋰電池成為了車企又愛又恨的存在。
那麼低溫到底會對磷酸鐵車型產生哪些影響？背後的原因是什麼？為什麼車企明知道磷酸鐵存在低溫表現不佳的情況，卻仍要堅持換裝磷酸鐵電池呢？車東西通過與多位電池行業專家進行交流後，找到了答案。
一、磷酸鐵Model 3續航縮水一半 車主吐槽不斷
每年冬季都是電動車車主集體擔心的時候，隨著氣溫的不斷降低，動力電池的性能會受到很大的影響，而今年這種討論尤為熱烈，讓這一場討論升溫的則是特斯拉。
在今年10月1日，特斯拉正式發布了磷酸鐵鋰版本的Model 3。這一版本車型在上市後迅速拉起了特斯拉的銷量，乘聯會數據顯示，11月份，特斯拉Model 3的銷量已經超過了21604輛，將一款25萬左右的電動車賣到超過兩萬輛，也只有特斯拉能夠做到。
▲乘聯會公布的國內新能源車11月份銷量情況
磷酸鐵鋰版本帶來的成本優勢非常明顯，但相應的也存在一定的風險。眾所周知，磷酸鐵鋰電池在冬季的表現一向並不算好，而這一點也成了車主詬病的地方。
近段時間北京氣溫已經跌破零度，而北方大部分地區的氣溫也都在5度以下了，部分購買了特斯拉磷酸鐵鋰版本Model 3的車主開始在網上集體吐槽車輛的電池問題了。
在汽車之家論壇上，車東西看到一位車主放出的圖片顯示其Model 3充滿電之後表顯續航裡程為352公裡，另一次充電完成後，表顯續航為379公裡。
▲顯示充電完成後續航有所縮水
目前特斯拉官方標註的磷酸鐵鋰版Model 3的NEDC續航裡程為468公裡，但車上表顯的裡程則是EPA續航，充滿電車輛的續航大概是418公裡左右。
也就是說，這位車主的車輛續航容量直接縮水了10%~15%，在下面的帖子中，車東西也發現了有用戶表示其Model 3充滿電之後的續航裡程為372公裡，跟上面車主的情況相似。
▲顯示充電完成後續航縮水至372公裡
但在下面的評論中，車東西看到一位用戶評論稱「今天充滿（電）306（公裡）」，按照這位用戶的說法，他的車輛續航縮水達到了27%。
▲網友評論截圖
從這些用戶的表述來看，磷酸鐵鋰版Model 3在低溫下確實存在容量縮水的情況，而縮水的範圍則並不相等，在不同的氣溫下有不同的表現，再加上車主的駕駛習慣不同，也影響到了車輛的真實續航情況，有車主在網上表示車輛的真實續航縮水甚至達到了50%左右。
在一位車主的帖子上，車東西還看到了另外一個現象，就是車輛在靜置了一段時間後，表顯續航會出現斷崖式下滑。據這位車主介紹，他的車輛連續兩晚分別掉了30公裡和40公裡的續航。
▲網友吐槽車輛出現續航出現斷崖式下滑
車東西同事也表示，他所在的Model 3車主群裡也有磷酸鐵鋰版本車主吐槽了類似的情況。這位車主早上駕車到達公司的時候表顯續航還有160公裡，等再次去開車的時候就只剩下100公裡。
從這兩位車主的反饋來看，磷酸鐵鋰版Model 3的續航也確實存在「斷崖式下跌」的情況。
這一情況其實本質上也是電量縮減的表現，只不過用戶在剛充滿的電的時候，車輛還沒有監測到電量縮水了，所以顯示的數字沒有變化。在行駛一段時間後，車輛讀取到了正確的電量信息，就突然將數字降了下來，從而造成了上述「斷崖式」掉電的情況。
除了容量下滑之外，車東西還發現了一個比較明顯的問題，就是磷酸鐵鋰版本的車型在冬季充電的時間會比較慢。
車東西一位同事的Model 3採用的是三元鋰電池，他表示，車輛在特斯拉超充樁充電的時候，在初始階段充電功率可以達到80kW以上，隨著充電的增加，充電功率會逐步下降。
▲三元鋰電池版Model 3充電至最後階段功率仍為24kW
但在論壇上，車東西看到一位車主上傳的圖片顯示，在充電的初始階段充電功率就只有64kW。而另一位車主上傳的圖片上的數據則更為誇張，圖片顯示，車輛的充電還在初始階段，但是顯示的充電功率僅有25kW，這跟普通的三元鋰電池的充電功率相比落差非常大。
▲磷酸鐵鋰電池版Model 3充電之初續航僅有25kW
不過這種情況僅僅出現在北方地區，有位上海的磷酸鐵鋰Model 3車主表示，每次充滿電的續航裡程都是425~419公裡，只開座椅加熱，不開暖氣的情況下續航基本上沒有偏差。
車東西同事也有一臺Model 3，為三元鋰電池版本，在夏天充電至90%的時候，儀表顯示EPA續航是333公裡，冬天充至90%，儀表則顯示為327—331公裡之間，可見在0度左右的天氣下，電池衰減的程度很低。
事實上，在寒冷天氣下，磷酸鐵鋰電池的續航會出現縮水情況一直都存在。即使是磷酸鐵鋰電池中的集大成者比亞迪刀片電池也遭遇了同樣的命運。
一位比亞迪用戶在論壇上表示，他的比亞迪漢在北京地區的續航已經打了6折，有網友評論稱，6折是靠譜的，但現在北京的氣溫還沒有到最冷的時候，言外之意是等到氣溫進一步下降的時候，續航裡程還會繼續縮水。
▲北京比亞迪漢車主留言截圖
比亞迪汽車高管在回復網友的時候表示「正常冬季400公裡以上」，這一數據跟官方公布的605公裡相比存在一定的差距，也算是官方承認了續航縮水的問題。
▲比亞迪汽車高管微博回應續航問題
今年創造了銷量奇蹟的宏光MINI EV也受到了同樣問題的困擾，有車主反饋稱，本來續航裡程應該是170公裡的高配車型，現在續航裡程不到100公裡，甚至還有車主表示續航甚至還沒達到85公裡，續航縮水也達到了50%以上。
從上面這些例子不難看出，磷酸鐵鋰電池在冬季續航縮水的問題仍然還存在，而且隨著氣溫的逐步降低，縮水的情況還在逐步變得嚴重，這對於今年剛剛復興的磷酸鐵鋰電池來說並不是一個好消息。
二、磷酸鐵鋰存短板 低溫性能衰減難避免
那麼，究竟是什麼原因導致磷酸鐵鋰電池在低溫下性能大打折扣呢？
車東西與多位動力電池行業從業者進行了交流後，找到了答案。
首先我們來認識一下磷酸鐵鋰電池的構成和工作原理。磷酸鐵鋰電池的正極材料為磷酸鐵鋰，負極為石墨，其充放電的過程就是鋰離子嵌入和脫出電極的反覆過程。充電的時候鋰離子從正極材料中脫出，進入到電解液中，然後穿過聚合物隔膜移動到電池的負極，嵌入到石墨晶格中。
放電時，鋰離子從石墨晶格中脫出進入到電解液中，穿過聚合物隔膜移動到電池正極，嵌入到磷酸鐵晶格中。
理清楚了磷酸鐵鋰電池的工作原理，我們在看一下磷酸鐵鋰電池在低溫下的表現為什麼不好？
▲磷酸鐵鋰電池
在上述過程中，電池的正極材料比較關鍵，決定了動力電池的性能表現，但磷酸鐵鋰電池正極材料卻存在一定的特性。
北京高壓科學研究中心研究員高翔向車東西介紹稱，與三元鋰電池（正極材料為三元鋰）相比，磷酸鐵電池的正極材料導電性比較弱，在低溫下這一弱點就會變得更加突出。
蜂巢能源的技術支持總監林育民也表示：「磷酸鐵鋰正極材料橄欖石晶體結構存在固定的缺陷，在低溫情況下，容量與工作電壓表現較差。」
高翔還向車東西介紹了另外一個可能存在的因素，即液態電解質在低溫的時候，流動性比較差，鋰離子在電解質中的擴散速率比較慢。而液態電解質在冬季低溫下很容易降低流動性，所以目前液態電解質體系下的動力電池都會受到低溫的影響。
而出現斷崖性掉電的原因則主要跟車輛對電池的監測有關，這也是磷酸鐵鋰電池領域存在的一個難題。林育民告訴車東西，磷酸鐵鋰電池的放電電壓很平，監控電量比較難，在實際使用過程中電流又忽高忽低，也監控不準。
由於車輛系統監測存在一定的時研，這就導致了車輛表顯裡程會出現大幅下滑的情況。
新能源和汽車電子領域知名專家朱玉龍在自己撰寫的分析文章中表示，特斯拉Model 3一開始的策略是針對三元鋰電池的，在更換了磷酸鐵鋰電池之後，會有一定的誤差。裡程斷崖式下跌的問題也可能跟哨兵模式等策略相關，由於SOC的估計誤差和靜態功耗的雙重作用導致電量下滑明顯。
針對磷酸鐵鋰電池充電慢的問題，林育民也做了解答，他表示磷酸鐵鋰電池的價格比較低，可能沒有做加熱功能，低溫時充電策略會調低電流，且負極材料在低溫充電容易析鋰，所以要降電流保護電池，這就導致了磷酸鐵鋰電池的充電會相應變慢。
了解了這一特性之後，我們還需要搞明白磷酸鐵鋰電池的性能在什麼溫度下才會開始變差？
高翔表示，一般車企和電池企業對外公布電池性能的時候，都是以室溫20~25攝氏度為基準的，也就是說，只要低於這個溫度，電池的性能都會產生下滑。
在0到20攝氏度之間，磷酸鐵鋰電池性能的下滑是呈線性的；當氣溫跌破零度之後，磷酸鐵鋰電池的性能表現就會出現斷崖式的下滑，可能續航裡程會減少50%以上；當氣溫在零下10度以下時，磷酸鐵鋰電池就可能徹底不工作了。
林育民也表示：「正常情況下，氣溫在10攝氏度以下的時候，磷酸鐵鋰電池的表現就會有所折扣。」
而目前北京的氣溫已經跌破了0攝氏度，全國多個地方的氣溫也已經步入到了10攝氏度以下，如果搭載了磷酸鐵鋰電池的車型在室外凍了一晚上之後，電池性能難免會有所降低。
▲北京氣溫已經跌破零度
高翔表示：「目前冬季低溫下液態電解質體系下的動力電池表現都會打折扣。」林育民也認為在現有的生產技術的基礎上，很難有辦法克服磷酸鐵鋰電池的固定短板。
林育民還認為採用納米級的鐵鋰材料效果會稍微好一點，但是這樣也會帶來新的問題。最直觀的就是納米級的材料會直接提升電池的成本，這樣一來磷酸鐵鋰電池的成本優勢就喪失了，而且比較尷尬的地方在於，即使提升成本採用了納米級鐵鋰材料，其在冬季的表現也還是比三元鋰電池差。
總的來看，磷酸鐵鋰電池仍然還存在著冬季性能差的問題，而且目前這一問題還沒有妥善的解決方法，在未來一段時間內可能還會繼續存在。
三、小鵬G3推磷酸鐵鋰版 熱度仍然不減
雖然磷酸鐵鋰電池在冬季存在很大的問題，但是今年車企更換磷酸鐵鋰電池的熱潮卻沒有停止。
就在最近，工信部公示的第339批《道路機動車輛生產企業及產品公告》中還出現了一款磷酸鐵鋰車型——磷酸鐵鋰版本的小鵬G3。而今年以來，比亞迪、特斯拉、榮威、北汽等車企也都推出了裝有磷酸鐵鋰電池的車型。
明知磷酸鐵鋰電池存冬季容量縮水的情況，但是卻仍然選用了這款電池，這些車企又是怎麼想的呢？
車東西認為原因可能有以下三個：
首先是為了降低成本。小鵬G3所採用的磷酸鐵鋰電池是由寧德時代提供的，與特斯拉Model 3相同。能夠同時吸引到特斯拉和小鵬也和寧德時代對於成本的控制分不開，有媒體表示，寧德時代的磷酸鐵鋰模組每度電的成本價已經降到了500元以內，電池組每度電的成本將會在600元以下。
▲國產特斯拉Model 3
國際投資分析機構瑞銀的數據顯示，目前國內三元鋰電池的價格每度約1000元左右，在採用了磷酸鐵鋰電池之後，車企的單車成本可以降低2萬元以上，整車售價也能進一步降低，從而帶來更大的競爭力。特斯拉Model 3就是一個最好的例子，從27.9萬降價到了24.9萬元，降幅剛好在2萬元以上。
比亞迪在發布刀片電池的時候也表示電芯每度電的成本價也已降至500元左右，電池組每度電的價格預計會在600元左右。
正因為如此，車企才「明知山有虎，偏向虎山行」，主動選擇了磷酸鐵鋰電池。
其次是磷酸鐵鋰電池雖然在低溫條件下會受到很大的影響，但是在南方地區受到的影響卻並不算太大。
從南方磷酸鐵鋰版Model 3用戶的評論裡也可以看出，南方地區氣溫沒有北方那麼高，所以其車輛的續航基本上沒有受到太多的影響。
▲上海磷酸鐵鋰特斯拉車主留言截圖
林育民也向車東西表示，在南方或者東南亞地區，磷酸鐵鋰電池先天性的低溫缺點不會直接出現。
所以對於南方用戶而言，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在具體表現上並沒有什麼區別，但在售價上磷酸鐵鋰電池則更為便宜，這對於很多南方用戶來說也是一個不錯的選擇。
而這一市場的存在，也給了車企更換磷酸鐵鋰電池的信心。
此外，雖然在電池材料方面還沒辦法改善磷酸鐵鋰電池的低溫性能，但一些車企正在通過其他方法來提升磷酸鐵鋰電池的冬季性能，而主要方式就是給電池保溫。
有車企直接在電池的電芯外包裝包裹了保溫材料，並進一步完善了電池的熱管理系統，能夠進一步降低電池加熱的功率損耗。
也有一些車企採用了油電混合加熱的方式為車輛進行加熱，利用燃油產生的熱量維持電池的溫度，為車輛增加續航。
總的來看，磷酸鐵鋰電池雖然存在一定的問題，但經過多年的市場教育很多車主也有了一定的心理承受能力，再加上，磷酸鐵鋰電池確實可以帶來更低的價格，車企也開始逐步重視磷酸鐵鋰電池。
結語：動力電池領域還有很長的路要走
低溫天氣對於所有類型的汽車來說都不友好，而電動汽車受到低溫的影響更為明顯，無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池在冬季的表現都會打折扣。
目前北方氣溫已經普遍在零度左右了，一部分磷酸鐵鋰電動車車主紛紛在網上吐槽自己的車續航縮水嚴重，甚至縮水一半以上。而三元鋰電池的表現則沒有那麼嚴重。
這也讓磷酸鐵鋰電池再次陷入輿論中，儘管如此，也還有車企堅持選用了磷酸鐵鋰電池。與三元鋰電池相比，磷酸鐵鋰電池安全性更好，同時成本更低，為了降低成本，不少車企都選用了這款電池，但是冬季表現不佳、能量密度不高也是這種電池的天然短板之一。
而採用三元鋰電池也會有成本高、安全性低的問題存在。
對於車企來說，無論選擇三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池都要面臨一定的風險，這也說明了目前動力電池技術還遠未到成熟的階段，仍然還有很長的路要走。