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电动汽车的续航“热胀冷缩”怎么办

来源:钜大LARGE    2018-12-29    点击量:151

燃油车的能源转换率不到40%,在行驶过程中,大部分能源以废热的形式散发掉了。但是在冬天,发动机就是个大型暖宝宝,如果觉得还不够,你也可以在车内加个炉子。


电动汽车的能源转换率可以达到70%以上,非常环保,但是冬天就是我们的噩梦了。因为电动汽车运行过程中产生的废热非常少,所以需要用其他方式来制热。与燃油车不同,电动汽车制热是以电流通过大电阻的方式来产生热量,这种方式往往比较费电。


抛开空调的影响,很多朋友会发现电动汽车的续航里程掉得有点快。特别是在大东北,夏天充满能跑300km的车,到了冬天可能200km都跑不到了。这是为什么呢?


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为什么冬天续航会降低?


目前市面上的电动汽车基本都是使用的锂离子电池,根据正极材料的不同有三元锂、磷酸铁锂、镍酸锂等多种类型。锂离子电池虽然种类繁多,但其原理都是锂离子在正负极之间的移动,而这种移动,则是电解液中发生化学反应产生的。而化学反应最重要的两点就是温度与催化剂,在电动汽车的电池中,催化剂几乎是恒定的,那么温度的影响就变得至关重要了。


在低温状态下,电解液中化学反应速度变慢,参与反应的锂离子变少,所以直观的变化就是电池容量变小了。不过这种容量变小是种可逆的变化,只要随着温度上升,参与化学反应的锂离子多起来,电池容量又会恢复正常。在低温状态下充电,很容易产生锂枝晶,这种现象相当于锂离子的永久性损失,意味着电池将出现不可逆的容量降低。


对于开电动汽车的朋友来说,冬天是不可言说的痛。那么,电动汽车该如何过冬呢?


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厂商如何处理?


汽车作为一种载人工具,冬季的用车安全自然是厂商考虑的重中之重。锂电池在低温充电状态下产生的锂枝晶,不但会对电池容量产生不可逆的损失,甚至可能会刺破电解液隔膜,造成正负极短路。所以,为抑制锂枝晶产生,厂商往往对低温状态下的充电功率有严格限制。而对于低温特性差的磷酸铁锂电池,当温度低于零度时,甚至不能启动车辆。


既然锂电池容量降低是低温引起的,那么给电池加热不就可以避免这种现象了?于是不少厂家给电池加装了预热系统。即在发动汽车或充电前,通过外部电源,利用不同方式给电池加热,使其达到适宜的充、放电温度。


常见的预热系统有PTC预热系统、电热膜预热系统和液冷预热系统等等。其中PTC预热系统和电热膜预热系统都是利用电热元器件发热来提高电池温度。液冷预热系统则通过冷却液的吸、放热来实现对电池的温度管理,夏季冷却,冬季加热,比其他两种系统更加全能。液冷预热系统主要包括液冷散热器、冷却液循环管路、热交换系统和液体循环动力几个部分组成。因其结构较复杂,所以对汽车设计和电池管理系统都提出了较高要求,但是液冷预热系统对电池的保护效果也是最好的。


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用户该注意什么?


用户保持良好的用车习惯也能有效的保护动力电池,提升续航和使用寿命。


首先就是保持充足的电量。前文我们有提到,电池电量其实等同于活性锂离子的数量,就像在大学宿舍中,当大多数人赖床的时候,剩下的人可能也不想起床了。所以冬季用车,最好将电池电量维持在50%以上,随用随充。


其次要避免在低温下充电。低温下充电不但效率低下,甚至会产生安全风险。所以我们冬季给电动汽车充电,最好选择在中午气温较高时,如果有室内充电环境则更好。尽量避免晚上在户外充电。


此外,良好的驾驶习惯也非常重要。动力电池在冬季的充、放电效率都会降低,所以应避免暴力驾驶,少用刹车,尽量通过动能回收系统来制动。


写在最后:即便有种种措施,电动汽车在冬季的续航里程大幅缩短仍是难以根除的现象。这或许也是国家开始向氢燃料电池倾斜的原因吧。


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