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揭秘電動汽車冬天續航減少的原因

鉅大LARGE  |  點擊量:1387次  |  2020年12月13日  

北京的濕路在大雪之后給人們的出行帶來了很多不便,但是關于純電動汽車車主來說,冬天不僅給濕路的日常使用帶來了不便,甚至車輛的行駛里程也隨著溫度的升高而大大降低。例如,一款著名的電動汽車產品,在實際使用中,每天下班回家后還有80多公里的續航里程,第二天早上只剩下幾公里了,續航里程減少了40多公里,這是為何呢?


在低溫下,范圍減小,這與電池的結構有關


這一現象的基本原因是,電池的電解液粘度的新增在低溫下,導致一系列的問題,如電池的內部阻力的新增,鋰離子的擴散速度緩慢等,最終導致電池的放電能力的下降。假如你簡單地把鋰離子比作搬家公司的卡車,那么電荷就是貨物。在正常的溫度下,就像一輛卡車在干凈的高速公路上,速度很快。當氣溫下降時,它就相當于一輛客貨兩用車,在早高峰時段行駛在市中心,這段旅程通常要20分鐘,而從不要一個小時。但由于搬家公司的卡車數量有限(鋰離子電池的鋰離子數量有限),每單位時間的出貨量較少。


再一次,這個搬家公司的比喻,經過了早上的高峰時間,道路又暢通了,運送卡車的效率又回到了正常,那么假如溫度升高,電池的續航里程又會新增嗎?答案是肯定的,但因為汽車大多開在戶外,它們在日常使用中不像在手機上那么顯眼。


低溫充電,不貼一個溫暖的寶電池可以解決


原理:在零下20攝氏度時,禁止給鋰離子電池充電(鋰離子電池會對電池造成不可逆轉的損害)。即使在零度,電池的放電能力也會下降。為了解決電池在低溫環境下的使用問題,各廠家對動力鋰電池采取不同的低溫保護措施。例如,一些在電池周圍安裝加熱器,而另一些通過加熱電池冷卻劑來加熱電池。


我們專門咨詢了比亞迪和特斯拉的技術,了解到在低溫情況下,為了延長電池壽命,比亞迪會降低充電電壓的上限,充電到電池的電量也會相應減少。特斯拉建議在停車時插上電源,這樣即使室外溫度達到零下20度,電池的加熱功能也能更好地工作,汽車也能正常使用。


事情似乎變得容易了。在冬天給電池充電之前先把它們預熱一下。事實上,汽車公司也是這樣做的,預充電階段的用途基本上是預熱電池。


雖然原理很簡單,但真正實現起來卻不那么容易。由于大多數汽車制造商都不是電池制造商,比如比亞迪、萬向和多福多(該公司今年八月宣布了對河北宏興汽車的所有權,并宣布了自己的汽車制造計劃,我們就叫它多福多吧),它們依賴供應商供應電池系統。供應商會在與汽車公司的協議中指定一定的充電溫度范圍,假如汽車公司想要改變(例如從0度到-10度),要額外的費用。


解決低溫環境下的電池問題,要依靠技術突破


由于目前鋰離子電池材料的特點,低溫性能很難達到很好的效果。鈦酸鋰離子電池具有良好的低溫性能和充電速度,但能量密度低,不適合小型車使用。


畢竟電動汽車推廣時間不長,相應的技術積累也不如燃油車。然而,隨著石墨烯電池、空氣鋰離子電池等新技術的發展,解決短距離、低溫充電問題的新技術應該很快就會出現。


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