冬季电动车续航和发热如何平衡?专家给出了一个计划
- 2020-12-24 17:23
- 汽车头条
“动力电池怕冷”“电动车冬天电池寿命降低”“再冷也不敢开空调”。随着冬季的到来,电动车车主冬天的烦恼也随之而来,有网友嘲讽电动车是“电动爸爸”,对冬季电池性能大幅下降表示怀疑。
12月23日,BAIC新能源工程研究院副院长戴康伟带领三宝团队在三里屯ARCFOX空间体验中心揭秘冬季电池续航背后的技术原因。
如何让电池也抗冻?
冬天,电动车有一个通病。——电池衰减导致续航里程打折,但为什么低温下电池容量下降?为什么系统可用功率降低?
戴康伟解释说,这与动力电池的工作原理密切相关。从技术角度来说,在低温下,电池正负极材料的活性和内部电解液的电导率降低,内阻增大,工作电流减小,表现为动力电池可用容量的衰减,这是续航里程打折的原因之一。
那么,如何提高低温电池的衰减呢?业内普遍做法是通过PTC加热系统(正温度系数高的元器件)对电池进行加热,使其正常工作,最大限度地提高电池的充放电效率。也就是说,车辆端通过PTC加热系统加热冷却液,加热后的冷却液流入电池热管理通道,像地暖一样加热电池。
但戴康伟认为,“‘地暖’升温速度不够快。为了提高取暖率,减少用户等待时间,除了PTC加热方式,BAIC还在研究两种黑技术。”
一、超低温冷启动。据介绍,该技术的原理是利用低温下电池内阻增大的特点,通过高频大电流脉冲充放电实现快速加热效果。与传统的正温度系数加热方法相比,这种技术由于电池单元中的自加热而具有更好的温度一致性。简单理解就是动力电池的大部分能量都是低温密封的。北汽新能源电池的快速加热技术,使用少量的能量就可以快速稳定的提高电池温度。
第二,全天候电池。在这项技术中,电池之间的镍板通电产生热量,从而快速将热量传递给电池以提高其温度。以BAIC新能源为例,今年1月在黑龙江成功进行了低温测试,电池温度从-18到18只用了300秒左右,取得了一定的技术突破。
如何均衡续航与取暖?
电动汽车除了稳定电池性能外,还经常面临冬季暖风加热导致耗电量大的问题,导致整体续航里程减少。
关于这个痛点,戴康伟的解决方案是:“通过热泵技术提高供热系统的效率,让1kW的电能达到1.5kW甚至2kW的热量,这是开源的方式。”
戴康伟说的热泵空调技术的简单描述是:将高温制冷空调回路颠倒使用,在冬季使环境温度较冷的制冷剂吸收环境的热量,然后将这部分从环境中吸收的热量输送到客舱。这就是热泵系统,类似于能把水从低处抽到高处的“水泵”。
“常规热泵系统对环境温度有一定的限制,一般只能适应-10以上,其效率会随着温度的降低而降低。目前最前沿的技术是CO2热泵,还能在零下30C下工作,制热效率比现在高30%以上,续航里程可提高15%。”戴康伟表示,BAIC新能源已经完成了这项技术的实车测试。
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对于这个问题,戴康伟坦言,车辆不能保证所有零部件在制造端都实现零故障。但为了电池安全,BAIC新能源也制定了相应的电控匹配策略,如提高电池组分组效率、干湿分离的热管理技术等。
因此,戴康伟对电动车冬季续航能力提出了一些建议。在长途旅行的情况下,可以提前启动“一键待机”功能,对车内和电池进行加热,在行驶过程中也可以通过空调和座椅加热来提高车内温度。但是空调温度不能太高,尽量保持在25摄氏度左右。
充电时间也很精致。当电动车停止运行,电池有剩余温度时,可以选择立即启动,这将有助于提高充电效率。
可见,电动汽车低温续航里程的技术研发是目前行业面临的共同技术难题,也成为各车企的竞争方向之一。
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