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揭秘电动汽车冬天续航减少的原因

钜大LARGE  |  点击量:1300次  |  2020年12月13日  

北京的湿路在大雪之后给人们的出行带来了很多不便,但是关于纯电动汽车车主来说,冬天不仅给湿路的日常使用带来了不便,甚至车辆的行驶里程也随着温度的升高而大大降低。例如,一款著名的电动汽车产品,在实际使用中,每天下班回家后还有80多公里的续航里程,第二天早上只剩下几公里了,续航里程减少了40多公里,这是为何呢?


在低温下,范围减小,这与电池的结构有关


这一现象的基本原因是,电池的电解液粘度的新增在低温下,导致一系列的问题,如电池的内部阻力的新增,锂离子的扩散速度缓慢等,最终导致电池的放电能力的下降。假如你简单地把锂离子比作搬家公司的卡车,那么电荷就是货物。在正常的温度下,就像一辆卡车在干净的高速公路上,速度很快。当气温下降时,它就相当于一辆客货两用车,在早高峰时段行驶在市中心,这段旅程通常要20分钟,而从不要一个小时。但由于搬家公司的卡车数量有限(锂离子电池的锂离子数量有限),每单位时间的出货量较少。


再一次,这个搬家公司的比喻,经过了早上的高峰时间,道路又畅通了,运送卡车的效率又回到了正常,那么假如温度升高,电池的续航里程又会新增吗?答案是肯定的,但因为汽车大多开在户外,它们在日常使用中不像在手机上那么显眼。


低温充电,不贴一个温暖的宝电池可以解决


原理:在零下20摄氏度时,禁止给锂离子电池充电(锂离子电池会对电池造成不可逆转的损害)。即使在零度,电池的放电能力也会下降。为了解决电池在低温环境下的使用问题,各厂家对动力锂电池采取不同的低温保护措施。例如,一些在电池周围安装加热器,而另一些通过加热电池冷却剂来加热电池。


我们专门咨询了比亚迪和特斯拉的技术,了解到在低温情况下,为了延长电池寿命,比亚迪会降低充电电压的上限,充电到电池的电量也会相应减少。特斯拉建议在停车时插上电源,这样即使室外温度达到零下20度,电池的加热功能也能更好地工作,汽车也能正常使用。


事情似乎变得容易了。在冬天给电池充电之前先把它们预热一下。事实上,汽车公司也是这样做的,预充电阶段的用途基本上是预热电池。


虽然原理很简单,但真正实现起来却不那么容易。由于大多数汽车制造商都不是电池制造商,比如比亚迪、万向和多福多(该公司今年八月宣布了对河北宏兴汽车的所有权,并宣布了自己的汽车制造计划,我们就叫它多福多吧),它们依赖供应商供应电池系统。供应商会在与汽车公司的协议中指定一定的充电温度范围,假如汽车公司想要改变(例如从0度到-10度),要额外的费用。


解决低温环境下的电池问题,要依靠技术突破


由于目前锂离子电池材料的特点,低温性能很难达到很好的效果。钛酸锂离子电池具有良好的低温性能和充电速度,但能量密度低,不适合小型车使用。


毕竟电动汽车推广时间不长,相应的技术积累也不如燃油车。然而,随着石墨烯电池、空气锂离子电池等新技术的发展,解决短距离、低温充电问题的新技术应该很快就会出现。


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