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提高電動(dòng)汽車(chē)隔熱性可保暖

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1216次  |  2018年09月05日  

最近在Tesla的論壇上,冬季低溫對(duì)電動(dòng)車(chē)電池的影響成了很大的熱點(diǎn),出現(xiàn)了越來(lái)越多的關(guān)于嚴(yán)寒低溫對(duì)電動(dòng)車(chē)的行駛里程影響的討論。但從技術(shù)上來(lái)說(shuō),真的要解決這個(gè)問(wèn)題,還要等幾年的時(shí)間。雖然可以采用一些小訣竅來(lái)盡可能減少因?yàn)榈蜏囟斐傻碾娏肯?,但要從技術(shù)上徹底解決這個(gè)問(wèn)題,至少還要幾年的時(shí)間。目前的情況來(lái)看,即使Tesla和日產(chǎn)這樣的車(chē)企也沒(méi)有兩全的方案。


總的來(lái)說(shuō),冬天電動(dòng)車(chē)電池行駛里程下降有兩個(gè)因素:一個(gè)是因?yàn)槔淇諝鈱?dǎo)致的,另一個(gè)是因?yàn)樵诙祚{車(chē)時(shí)要打開(kāi)加熱器,所以才會(huì)消耗大量電力。如果在氣溫到了零攝氏度以下,電動(dòng)車(chē)的行程里程甚至?xí)日G闆r降低三成。


日產(chǎn)Leaf采取的方法用中國(guó)話來(lái)說(shuō)就有點(diǎn)“拆了東墻補(bǔ)西墻”,因?yàn)榈蜌鉁貙?duì)電動(dòng)車(chē)的最大影響是在加速電量消耗和增加充電時(shí)間兩個(gè)方面,所以Leaf采用了加熱器的方法來(lái)為電池加溫,但這個(gè)加熱器也是由電力驅(qū)動(dòng)的,所以并沒(méi)有太多的實(shí)際意義。而且事實(shí)上,通過(guò)使用加熱器來(lái)為電池加溫也算是導(dǎo)致行駛里程降低的最主要因素之一。但日產(chǎn)在不斷地減少這個(gè)因素的占比,從最近開(kāi)始銷(xiāo)售的一款加熱器來(lái)看,消耗的電量已經(jīng)能達(dá)到只占電池電量的20%。


特斯拉則采取了另一種方法,就是利用電機(jī)在汽車(chē)行駛中產(chǎn)生的熱量來(lái)為電池加溫。雖然這種二次利用可以在一定程度上提高電池效率,但這種“余熱”畢竟是有限的,所以必須先讓Tesla行駛幾分鐘,讓汽車(chē)電池的溫度達(dá)到正常水平之后,這種方法才有用。


汽油發(fā)動(dòng)機(jī)之所以不存在這個(gè)問(wèn)題是因?yàn)槠桶l(fā)動(dòng)機(jī)的效率不高,汽油燃燒時(shí)產(chǎn)生的很大一部分能量都轉(zhuǎn)化成了熱能,這些熱能就提高了車(chē)廂內(nèi)的溫度。但電動(dòng)車(chē)電機(jī)的效率相對(duì)高,所以產(chǎn)生的多余熱能也是有限的。

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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%

另外,如果電池的溫度太低,還會(huì)影響到再生制動(dòng)系統(tǒng)的性能,再生制動(dòng)系統(tǒng)是利用剎車(chē)時(shí)的動(dòng)力為電池充電,來(lái)提高行駛里程的。但如果再生制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)電池輸入過(guò)多的電量,將對(duì)低溫時(shí)的電池產(chǎn)生損害。因此,特斯拉將ModelS設(shè)定為在電池達(dá)到正常工作溫度后,再生制動(dòng)系統(tǒng)才能工作。


從技術(shù)理論上說(shuō),如果通過(guò)減小電池的電極材料組成成分的體積來(lái)提高電池性能也是可以的,這就相當(dāng)于縮短了鋰離子的運(yùn)動(dòng)距離。但是其組成成分的體積越小,化學(xué)活性就越高,電池的安全性也會(huì)降低,因此還需要進(jìn)行一些額外的措施來(lái)保證電池的安全性。為了節(jié)約更多的能源,美國(guó)能源部還在為研發(fā)儲(chǔ)熱材料提供資金,這種儲(chǔ)熱材料能在電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)被加熱,并將熱量在汽車(chē)行駛時(shí)釋放出來(lái),但這種儲(chǔ)熱材料現(xiàn)在還不能在商業(yè)中應(yīng)用。


至于如何在實(shí)際情況中解決這個(gè)問(wèn)題,特斯拉的技術(shù)總監(jiān)Straubel建議可以通過(guò)設(shè)定汽車(chē)電池充電的時(shí)間,讓電池在開(kāi)車(chē)之前剛剛好是充滿(mǎn)的狀態(tài),來(lái)提高電池的溫度?;蛘撸绻诔潆娭皩?duì)汽車(chē)進(jìn)行預(yù)加熱(通過(guò)手機(jī)App進(jìn)行控制),那么也能減少電池電量的消耗。就目前的情況來(lái)看,最好的解決方法還是提高電動(dòng)汽車(chē)的隔熱性,使用隔熱涂層來(lái)覆蓋車(chē)窗,以防止車(chē)內(nèi)熱量外泄。畢竟汽車(chē)內(nèi)的空間并不大,嚴(yán)格來(lái)講,也用不了多少隔熱涂層。

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