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2026年10月22日 星期四

鈉離子電池低溫真相:-40°C 還有 90%,對上改性低溫鐵鋰誰贏?|原理比較


重點先講:鈉離子電池的低溫優勢是真的,但它正在被兩件事同時夾擊:一是改性低溫鐵鋰快速追上,二是「電芯容量保持率」和「整車冬季續航」根本是兩回事。這篇用工程角度拆開來看。

發生了什麼

  • 國標要變強制:2026 世界儲能大會(福建寧德,10 月中)上,中國電子技術標準化研究院透露,8 月底發布的儲能鈉電安全(GB 48072)與性能(GB 48098)兩項國標,後續將轉為強制性標準(21 經濟網,10/16)。
  • 寧德時代開始交付儲能鈉電:首套約 3.0 MWh 系統交付中,316Ah 電芯能量轉換效率 >97%,常溫系統循環 >15,000 次,工作溫度 -40°C~60°C(同上,廠商數據)。
  • 低溫鐵鋰在追:常規鐵鋰 -20°C 容量保持率約 60%,改性低溫鐵鋰約 80%,鈉電則可到 90% 以上;業界預估 2026 年中國鈉電出貨約 5~6 GWh(中國能源網/電池中國,10/12)。
  • 乘用車端:長安與寧德時代 10/15 宣布合資電池產能從 50 GWh 擴到 75 GWh,並加深鈉電與固態電池合作(electrive)。

一句話看懂:鈉電贏在「極寒還放得出電、不用加熱器」,輸在「能量密度和目前的成本」。冬天只到 -10°C 的地方,改性鐵鋰加一點熱管理,往往就夠用了。

工程重點 1:鈉為什麼比較不怕冷?

冬天電池掉電,主角不是馬達,而是電池內阻上升:電解液變稠、離子在電極界面「脫溶劑化」變慢,同樣電流下壓降變大,可用容量和功率就跟著縮水(這正是我上週冬季耗電影片在講的事)。鈉離子雖然比鋰離子大,但和電解液溶劑的結合比較弱,脫溶劑化的能障較低,低溫下比較「拉得動」。寧德時代宣稱鈉新(Naxtra)在 -30°C 放電功率接近同級鐵鋰的 3 倍、-40°C 容量保持率 >90%——注意這是廠商受控測試數據。

工程重點 2:電芯 90% ≠ 整車冬天剩 90% 續航

電芯保有 90% 容量,車子冬天還要付暖氣、除霧、冷胎滾阻和電池熱管理的電費。以長安啟源 A06 鈉電版為例:45 kWh 電池、CLTC >400 km;同車型的鐵鋰版本則標 510 km 和 630 km。鈉電版本來就是「冬天穩定、材料便宜」的選項,不是長續航選項。目前也還沒看到完整整車的獨立冬季實測。

工程重點 3:低溫鐵鋰的反擊,要看你住多冷

華北冬季多在 -5°C~-15°C,改性鐵鋰 -20°C 約 80% 的保持率,對短途通勤與一般儲能多半夠用。鈉電真正的「剛需區」是東北、內蒙、西北這類長時間 -30°C 以下的地方。系統層面的關鍵差異是:鈉電可以省掉加熱元件,改性鐵鋰則要疊加改性材料、加熱硬體和加熱耗電。寧德時代天行 II 輕商鈉電方案,瞄準的就是北方城配輕卡與微面。

工程重點 4:國標更嚴,電壓窗口要靠電力電子補

新國標的針刺改成完全刺穿(鋰電常見是刺入 1/3 或 10 mm),跌落提高到電芯 1.5 m、模組 2 m;性能要求能量效率 ≥92%、1,000 次循環後容量保持 ≥90%,並分 -40/-30/-20°C 三檔低溫要求。另一個常被忽略的點:鈉電低電量段電壓掉得多,中國鐵塔在西藏、黑龍江、新疆試點的 48V 鈉電備電,就是靠雙向 DC 模組把低壓段容量放出來,也解決和舊電池混用的問題。換句話說,鈉電要好用,DC-DC 設計得跟上。

還缺什麼/待核

  • 啟源 A06 鈉電版完整整車的獨立冬季續航實測,目前還沒看到公開數據。
  • 成本:業者說鈉電儲能系統目前比鋰電貴約 10%,預估 2028 年底電芯才降到約 0.35 元人民幣/Wh 追平鋰電;另有招標價差更大的報導,口徑不同,待核。
  • 寧德時代 60 GWh 儲能大單的實際交付量,截至 10 月初仍缺第三方確認(Battery-Tech Network 報導)。

延伸影片(@vkinng)

換你說:如果鈉電車冬天更穩、但夏天續航少 20%,你會選它還是鐵鋰版?留言告訴我你住哪、冬天多冷。

冬天顧電池,手邊可以有這些

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資料來源:21 經濟網(2026/10/16)、中國能源網/電池中國(2026/10/12)、electrive(2026/10/15)、CATL 新聞稿(2026/02/05)、Scientific American(2026/03/03)、EV News、Battery-Tech Network 整理(2026/10/10)。廠商數據多為受控測試結果,請以實車數據為準。

vkinngworld|YouTube @vkinng(硬核工程拆解:電動車、電池、功率電子、AI 電力)

2026年10月11日 星期日

電動車冬天續航掉多少?熱泵 vs PTC 實測比較:冷啟動反而更耗電


重點先講:
我上週拆過「電動車開冷氣多耗電」,很多人追問:那冬天呢?答案是冬天更傷,而且熱泵不是萬能。這篇用三份資料把原因講清楚:挪威 El Prix 冬季實測、一篇同車型熱泵 vs PTC 的測功機研究,以及 10 月 8 日剛被報導的「用動能回收來供暖」研究。

發生了什麼

  • El Prix 冬季 2026(挪威 NAF 與 Motor,1 月):氣溫 −7 到 −32°C,史上最冷一屆。參測車平均比 WLTP 續航少 38%;2025 年在 −6 到 +8°C 測,平均只少 18%。冠軍 Lucid Air 跑了約 520 km,但 WLTP 是 960 km,差 46%。
  • 熱泵 vs PTC 測功機研究(World Electric Vehicle Journal 2026, 17(4)):同品牌同車型,一台 2022 年式有熱泵、一台 2020 年式用 PTC 電熱,在 −10、−7、0、25°C 跑標準循環。熱泵車的續航保留率平均高 7%(UDDS 市區)、7%(HWFET 高速)、4%(US06 激烈駕駛)。
  • 優勢最大在 0°C(UDDS 多 15%);到 −7 與 −10°C 只剩 1~5%。而且 −10°C 冷車啟動時,熱泵比 PTC 更耗電,車廂暖了之後才反超。
  • 10 月 8 日報導的 Ionics 期刊研究:重慶兩位學者用 72 趟 BMW i3 實際行車資料,研究把動能回收的電直接拿去供暖,並用機器學習預測剩餘電量。

快速估算(我的示意數字,非研究數據):假設車廂需要 3 kW 熱量。PTC 的效率約 1:1,要吃 3 kW 電;熱泵若 COP 2.5,只吃 1.2 kW。市區 30 km/h、每公里 0.13 kWh,行駛只要約 3.9 kW,開 PTC 等於多 77%、熱泵多 31%;高速 100 km/h、每公里 0.18 kWh 約 18 kW,同樣 3 kW 暖氣只多 17%。

工程重點 1:為什麼冬天比夏天傷?

冷暖氣負載大致跟室內外溫差成正比。夏天 35°C 降到 24°C,溫差約 11°C;冬天 0°C 拉到 22°C 是 22°C,−10°C 更是 32°C。再加上電池本身冷了內阻變大、可用能量變少,還要除霧,三件事疊在一起。燃油車有引擎廢熱可以「免費」暖車,電動車馬達效率太高,幾乎沒有廢熱可借。

工程重點 2:熱泵的「冷啟動陷阱」

熱泵是把室外空氣的熱「搬」進車廂,室外越冷,能搬的越少,COP 就往下掉,很多車還得靠 PTC 輔助。冷車剛啟動時,整個冷媒迴路和車廂都是冰的,熱泵要先把自己暖起來,這就是研究在 −10°C 冷啟動看到熱泵反而更耗電的原因。結論很實際:熱泵在 0°C 左右最划算,在很冷又很短的通勤反而優勢最小。對台灣平地冬天 10~15°C 的環境,熱泵通常很好用,但除濕除霧仍會用到壓縮機。

工程重點 3:冷電池吃不下動能回收

鋰電池在低溫時充電,鋰離子容易在負極表面析出(析鋰),所以 BMS 會限制充電電流,冬天常看到動能回收被「打折」。Ionics 這篇研究的思路是:與其把回收的電硬塞回冷電池,不如直接拿去供暖,少一次充放電損耗、也少一次電池循環。報導說續航和電池壽命都有改善,但沒公布改善幅度;研究裡的 R² 0.84 是「預測剩餘電量」的準確度,不是多跑幾公里。

工程重點 4:真正有用的冬季設定

  • 插著電預熱:讓車廂和電池用電網的電暖起來,出發時不從電池扣。
  • 先暖人,不暖空氣:座椅、方向盤加熱只要幾十到一兩百瓦,遠低於暖整個車廂的數千瓦。
  • 快充前電池預熱:冷電池充電速度會被限流,導航到充電站通常會自動觸發預熱。
  • 檢查胎壓:氣溫下降胎壓也會跟著降,滾阻上升,這點跟我之前的輪胎影片是同一個邏輯。

還缺什麼/待核

  • 測功機研究只比較一款車的兩個年式,車輛其他差異也可能影響結果。
  • Ionics 研究的實際續航增益數字未公開,且只用一款小車 BMW i3 的 72 趟資料。
  • El Prix 是一次性的路試,路線、車速與停車充電條件跟日常通勤不同。
  • 各家熱泵設計(是否有廢熱回收、八通閥、補氣增焓)差異很大,不能一概而論。

延伸影片(@vkinng)

你怎麼看?你的電動車冬天續航大概掉幾成?你會用預熱,還是靠座椅加熱撐過去?留言分享你的車款和數字。

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