如果純電動汽車一直處于爬坡狀態(tài)會發(fā)生什么

一、爬坡時輸出特性及影響

在新能源汽車的應(yīng)用中，尤其是純電動車，動力輸出路徑通常是這樣的：動力電池通過電機(jī)控制器將直流電轉(zhuǎn)換為可供驅(qū)動電機(jī)使用的三相交流電，然后再將此交流電傳遞給驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)再將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛。

此時如果車輛處于爬坡狀態(tài)，那么其便需要克服重力的作用，這意味著此工況下驅(qū)動電機(jī)需要輸出更大的扭矩來以克服陡坡帶來的阻力，從而維持或增加車輛的速度。而為了向車輛提供更大的扭矩，電機(jī)控制器則需要從動力電池中提取更多的電流，這將使得電池放電速率得以增加。

此時對于驅(qū)動電機(jī)而言，在提供更大扭矩的情況下，將讓其產(chǎn)生更多的熱量，而更多的熱量將促使電機(jī)溫度的上升，如果上升的溫度達(dá)到臨界值，為防止電機(jī)過熱損壞，此時系統(tǒng)將限制驅(qū)動電動的扭矩輸出，從而去減少熱量的產(chǎn)生。

對于動力電池端而言，更高的電流需求會導(dǎo)致放電率顯著增加，不僅會極大縮短續(xù)航，更重要的是在大電流放電的情況下，電池內(nèi)部會產(chǎn)生更多的熱量，從而導(dǎo)致內(nèi)部溫度快速上升，而過高的溫度會影響電池的性能和壽命。若當(dāng)電池溫度超過閾值后，電池?zé)峁芾韺⑦\行冷卻系統(tǒng)來降低電池溫度，這一動作還將消耗額外的能量。

二、關(guān)鍵系統(tǒng)及影響

如上所述，在持續(xù)爬坡或者泥濘的道路工況下，為了擺脫此困境需要驅(qū)動電機(jī)提供更大的扭矩輸出，從而獲得更高的功率輸出以驅(qū)動車輛運行。此過程中，若出現(xiàn)因過溫導(dǎo)致的限扭，那么車輛將無法獨立擺脫困境。與此同時，持續(xù)的大電流輸出將讓動力電池的熱量得以快速積聚，此時將有可能導(dǎo)致電池因為過熱而出現(xiàn)著火等異常。

因此，在上訴的極端工況場景下，當(dāng)車輛需要持續(xù)提供高功率輸出時，電機(jī)和電池的溫度會顯著升高，此時熱管理策略的優(yōu)劣是確保純電動車輛安全應(yīng)用的關(guān)鍵手段，甚至可以說是唯一手段。因為如果此時熱管理失效，將出現(xiàn)動力系統(tǒng)無法被保護(hù)的情況。

基于電池、電機(jī)因過熱可能影響其性能的背景，此工況下，盡管優(yōu)秀的熱管理系統(tǒng)可以讓電池與電機(jī)的工作狀態(tài)盡量不出現(xiàn)異常，但是持續(xù)爬坡等高功率輸出的應(yīng)用環(huán)境將讓車輛一直處于高溫臨界值狀態(tài)下工作（即熱管理系統(tǒng)無法對電機(jī)、電池的功率限制等策略提供閾值，因為此時組件溫度還在臨界值內(nèi)徘徊并未超出），此時，仍然會對相關(guān)組件產(chǎn)生額外的壓力，進(jìn)而加速它們的老化過程。

于動力電池而言，雖然此時的熱管理系統(tǒng)能夠在一定程度上維持電池組的溫度穩(wěn)定，但長時間處于高溫環(huán)境會加速鋰離子電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的速度，從而導(dǎo)致電池容量的衰減加速。同時，溫度的升高會加速電池正負(fù)極材料的性能退化以及增加其內(nèi)阻，這將會使得電池的循環(huán)壽命縮短以及效率降低。

于驅(qū)動電機(jī)而言，此工況下的高溫環(huán)境將讓絕緣材料更容易發(fā)生老化，從而影響電機(jī)的絕緣性能，這將增加電機(jī)發(fā)生短路等問題的概率，而對于永磁同步電機(jī)中的永磁體來說，長時間或頻繁地出現(xiàn)的高溫工況環(huán)境可能增加其退磁的風(fēng)險，這將會影響到驅(qū)動電機(jī)的輸出功率和效率。

在此工況下，相比于傳統(tǒng)燃油車的內(nèi)燃機(jī)，純電車輛的動力系統(tǒng)對溫度更為敏感，如鋰離子電池通常的最佳工作溫度范圍約為20°C至45°C之間，一旦超出這個范圍，無論是過熱還是過冷，都會對電池性能產(chǎn)生不利影響。而驅(qū)動電機(jī)在高溫下的效率會有所下降，同時還可能影響其可靠性。

相比之下，內(nèi)燃機(jī)的工作溫度范圍更寬廣，且其本身具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，可以通過冷卻系統(tǒng)較為容易地控制其工作溫度。然而，即使是內(nèi)燃機(jī)具有更廣的工作溫度范圍，如果其在極端條件下長時間工作，也可能面臨如活塞環(huán)磨損、氣門座磨損等問題。但在同等環(huán)境、工況條件下，當(dāng)下純電動車輛所面臨的電池、電機(jī)等組件老化的風(fēng)險要高于內(nèi)燃機(jī)。

三、總結(jié)

在新能源汽車的應(yīng)用過程中，尤其是純電動車，為盡可能降低動力系統(tǒng)的老化速度，應(yīng)盡量避免讓其長時間或頻繁地處于爬坡等高功率輸出的工況下，如遇到不得不爬陡坡的情況，可以適時停車休息，讓電池和電機(jī)的溫度先冷卻下來。而在特殊情況下遇到爬不上的陡坡或限于泥濘的道路時，不應(yīng)該讓車輛處于持續(xù)高功率輸出狀態(tài)。