鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:621次 | 2022年01月20日
多年以后,新能源汽車電池更"抗凍"了嗎
相比于汽車行業(yè)的"寒冬",新能源車主們更擔(dān)心真實(shí)的冬天。
近日隨著氣溫的不斷降低,電動(dòng)汽車主似乎又要迎來(lái)一年一度的比慘大賽。每年冬天,電動(dòng)汽車的低溫里程衰減問(wèn)題都會(huì)給段子手們供應(yīng)不少素材,包括但不限于半路沒(méi)電推車、穿羽絨服不開暖風(fēng)、柴油救援、車內(nèi)電暖器等。
然而這么多年過(guò)去,新能源、新勢(shì)力在某種程度上講已經(jīng)不算"全新"了,從產(chǎn)品上看,主流車型的屏幕越來(lái)越大,車機(jī)越來(lái)越智能,續(xù)航越來(lái)越高——發(fā)展如斯,低溫狀態(tài)下的續(xù)航表現(xiàn)是否也已經(jīng)隨之精進(jìn)不成問(wèn)題,還是始終在拖新能源地后腿呢?
低溫:鋰離子電池天敵之一
電池衰減問(wèn)題不只出現(xiàn)在汽車上,很多人都有過(guò)這樣的體驗(yàn):在寒風(fēng)凜冽的冬天玩手機(jī),電量掉的飛快,一分鐘前看還剩百分之十五的電量,一分鐘后突然就自動(dòng)關(guān)機(jī)了。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一切都是因?yàn)榈蜏厮鶎?dǎo)致的電池活性降低。眾所周知,無(wú)論是磷酸鐵鋰離子電池還是三元鋰離子電池,其充放電的過(guò)程就是電池內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。而在低溫環(huán)境下,電解液粘度增大,離子的轉(zhuǎn)移會(huì)受到更大阻力,大大降低充放電的效率(是的,低溫下充電也會(huì)受到影響),進(jìn)而影響到電池的容量和續(xù)航。
和此同時(shí),空調(diào)暖風(fēng)制熱對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)講也是個(gè)難題,和傳統(tǒng)燃油車可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的熱量不同,電動(dòng)汽車的空調(diào)重要依靠動(dòng)力鋰電池,巨大的消耗也會(huì)使續(xù)航里程進(jìn)一步縮短。這也是不少車主寧可挨凍也不愿開空調(diào)的原因。
美國(guó)汽車協(xié)會(huì)(AAA)之前曾對(duì)數(shù)款電動(dòng)汽車進(jìn)行低溫測(cè)試,數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)溫度下降到約零下6攝氏度時(shí),電動(dòng)汽車的平均行駛里程減少了41%。而我國(guó)前不久剛剛公布的新能源汽車評(píng)價(jià)規(guī)程中也涉及了電動(dòng)汽車低溫里程衰減的相關(guān)內(nèi)容,在其首次測(cè)評(píng)發(fā)現(xiàn),同在WLTC工況下測(cè)試,4款車低溫行駛的續(xù)駛里程縮減幅度27%到51%。
在我國(guó)大多數(shù)地區(qū),電動(dòng)汽車都要或多或少面對(duì)低溫環(huán)境行駛的問(wèn)題,因此如何解決這一問(wèn)題成了重中之重。"進(jìn)軍東北"也成了一個(gè)危險(xiǎn)又誘人的夢(mèng)想。
新能源過(guò)冬方
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
最為簡(jiǎn)單粗暴的當(dāng)然是——增大電池容量。隨著電池在數(shù)量和能量密度上的不斷發(fā)展,如今電動(dòng)汽車的主流續(xù)航已從之前的200-300km升至400-500km,甚至不斷有600km+的產(chǎn)品出現(xiàn)。此舉相應(yīng)地也提升了車輛低溫續(xù)航能力,然而這個(gè)靠不斷堆料的方法顯然是治標(biāo)不治本。
因此最根本的還是從溫度出發(fā):既然低溫電池表現(xiàn)差,給它創(chuàng)造適合的溫度環(huán)境不就行了?于是電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM,簡(jiǎn)稱BMS)應(yīng)運(yùn)而生。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是利用各種手段讓電池在工作時(shí)始終處于合適的溫度區(qū)間,從而減少溫度過(guò)低或過(guò)高給電池帶來(lái)的損耗或安全隱患。例如獨(dú)立的風(fēng)冷、液冷系統(tǒng),pTC電加溫系統(tǒng),電池低溫預(yù)熱技術(shù)等,當(dāng)然,這些技術(shù)也要消耗動(dòng)力鋰電池的電量。
最近也有一些基于油電混合加熱的產(chǎn)品出現(xiàn),例如威馬的第二代電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)便包含了外置的柴油加熱裝置,可以利用柴油出現(xiàn)的熱量維持電池的溫度,并"支援"駕駛艙內(nèi)的暖風(fēng)系統(tǒng),從而為車輛新增100km左右的續(xù)航。理想ONE作為一款增程式電動(dòng)汽車也可以利用增程器的熱量為電池組和空調(diào)加熱。
除了對(duì)電池的單獨(dú)照顧,從整車角度考慮熱管理方法也有利于電池能量的利用效率。例如大陸集團(tuán)最近推出的熱管理方法將電池?zé)峁芾?、電機(jī)循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)熱泵和壓縮機(jī)等各個(gè)熱循環(huán)聯(lián)系在一起,進(jìn)行集成化管理,讓多余的熱量和動(dòng)能反向補(bǔ)償回整套系統(tǒng)當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)多余熱量和動(dòng)能的二次利用。根據(jù)其數(shù)據(jù)顯示,在相同的-10°C低溫下,搭載這套系統(tǒng)的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力能夠提高25%左右。
當(dāng)然,還可以從空調(diào)入手。許多車型例如廣汽新能源的AionLX、榮威MarvelX等如今已配備了熱泵空調(diào),雖然仍有諸如低溫狀態(tài)下制熱時(shí)間較長(zhǎng)等缺點(diǎn),但和傳統(tǒng)的pTC空調(diào)制熱方法相比,熱泵空調(diào)的確能夠大大降低能耗。
以蔚來(lái)為代表的換電模式也是一種伴隨著爭(zhēng)議的迂回的解決方式??紤]到出租車和共享汽車的使用場(chǎng)景,北汽新能源的換電站計(jì)劃也在實(shí)行中。相比電池、車身的技術(shù),這種模式更多涉及到的是成本和運(yùn)營(yíng)模式。
雖然電池的相關(guān)參數(shù)隨著技術(shù)的發(fā)展不斷提升,但低溫環(huán)境仍是鋰離子電池?zé)o法克服的一個(gè)弱點(diǎn)。除了廠商安排的各種解決方法,用戶在不影響駕乘體驗(yàn)的前提下養(yǎng)成適合電動(dòng)汽車的用車習(xí)慣也能起到一定的用途。從新能源整體發(fā)展來(lái)看,而其他的技術(shù)路線也能對(duì)鋰離子電池汽車形成有效的補(bǔ)充。例如最近比較火的氫燃料動(dòng)力電池汽車,便可以在低溫環(huán)境中正常行駛,續(xù)航基本不受影響。
無(wú)論在全球范圍還是在我國(guó),市場(chǎng)環(huán)境、使用場(chǎng)景的差異性非常大,同一種標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不太能適用于所有情況,要針對(duì)地域、使用習(xí)慣甚至季節(jié)溫度的差異來(lái)打造更加個(gè)性化的產(chǎn)品。也許在不久以后,我們真的能夠看到專門為冬季、為極寒地區(qū)而生的新能源汽車了。