鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:981次 | 2019年04月23日
電動(dòng)汽車的續(xù)航也會(huì)“熱脹冷縮”
燃油車的能源轉(zhuǎn)換率不到40%,在行駛過程中,大部分能源以廢熱的形式散發(fā)掉了。但是在冬天,發(fā)動(dòng)機(jī)就是個(gè)大型暖寶寶,如果覺得還不夠,你也可以在車內(nèi)加個(gè)爐子。
電動(dòng)汽車的能源轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到70%以上,非常環(huán)保,但是冬天就是我們的噩夢了。因?yàn)殡妱?dòng)汽車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢熱非常少,所以需要用其他方式來制熱。與燃油車不同,電動(dòng)汽車制熱是以電流通過大電阻的方式來產(chǎn)生熱量,這種方式往往比較費(fèi)電。
拋開空調(diào)的影響,很多朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程掉得有點(diǎn)快。特別是在大東北,夏天充滿能跑300km的車,到了冬天可能200km都跑不到了。這是為什么呢?
為什么冬天續(xù)航會(huì)降低?
目前市面上的電動(dòng)汽車基本都是使用的鋰離子電池,根據(jù)正極材料的不同有三元鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰等多種類型。鋰離子電池雖然種類繁多,但其原理都是鋰離子在正負(fù)極之間的移動(dòng),而這種移動(dòng),則是電解液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。而化學(xué)反應(yīng)最重要的兩點(diǎn)就是溫度與催化劑,在電動(dòng)汽車的電池中,催化劑幾乎是恒定的,那么溫度的影響就變得至關(guān)重要了。
在低溫狀態(tài)下,電解液中化學(xué)反應(yīng)速度變慢,參與反應(yīng)的鋰離子變少,所以直觀的變化就是電池容量變小了。不過這種容量變小是種可逆的變化,只要隨著溫度上升,參與化學(xué)反應(yīng)的鋰離子多起來,電池容量又會(huì)恢復(fù)正常。在低溫狀態(tài)下充電,很容易產(chǎn)生鋰枝晶,這種現(xiàn)象相當(dāng)于鋰離子的永久性損失,意味著電池將出現(xiàn)不可逆的容量降低。
對于開電動(dòng)汽車的朋友來說,冬天是不可言說的痛。那么,電動(dòng)汽車該如何過冬呢?
廠商如何處理?
汽車作為一種載人工具,冬季的用車安全自然是廠商考慮的重中之重。鋰電池在低溫充電狀態(tài)下產(chǎn)生的鋰枝晶,不但會(huì)對電池容量產(chǎn)生不可逆的損失,甚至可能會(huì)刺破電解液隔膜,造成正負(fù)極短路。所以,為抑制鋰枝晶產(chǎn)生,廠商往往對低溫狀態(tài)下的充電功率有嚴(yán)格限制。而對于低溫特性差的磷酸鐵鋰電池,當(dāng)溫度低于零度時(shí),甚至不能啟動(dòng)車輛。
既然鋰電池容量降低是低溫引起的,那么給電池加熱不就可以避免這種現(xiàn)象了?于是不少廠家給電池加裝了預(yù)熱系統(tǒng)。即在發(fā)動(dòng)汽車或充電前,通過外部電源,利用不同方式給電池加熱,使其達(dá)到適宜的充、放電溫度。
常見的預(yù)熱系統(tǒng)有PTC預(yù)熱系統(tǒng)、電熱膜預(yù)熱系統(tǒng)和液冷預(yù)熱系統(tǒng)等等。其中PTC預(yù)熱系統(tǒng)和電熱膜預(yù)熱系統(tǒng)都是利用電熱元器件發(fā)熱來提高電池溫度。液冷預(yù)熱系統(tǒng)則通過冷卻液的吸、放熱來實(shí)現(xiàn)對電池的溫度管理,夏季冷卻,冬季加熱,比其他兩種系統(tǒng)更加全能。液冷預(yù)熱系統(tǒng)主要包括液冷散熱器、冷卻液循環(huán)管路、熱交換系統(tǒng)和液體循環(huán)動(dòng)力幾個(gè)部分組成。因其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,所以對汽車設(shè)計(jì)和電池管理系統(tǒng)都提出了較高要求,但是液冷預(yù)熱系統(tǒng)對電池的保護(hù)效果也是最好的。
用戶該注意什么?
用戶保持良好的用車習(xí)慣也能有效的保護(hù)動(dòng)力電池,提升續(xù)航和使用壽命。
首先就是保持充足的電量。前文我們有提到,電池電量其實(shí)等同于活性鋰離子的數(shù)量,就像在大學(xué)宿舍中,當(dāng)大多數(shù)人賴床的時(shí)候,剩下的人可能也不想起床了。所以冬季用車,最好將電池電量維持在50%以上,隨用隨充。
其次要避免在低溫下充電。低溫下充電不但效率低下,甚至?xí)a(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。所以我們冬季給電動(dòng)汽車充電,最好選擇在中午氣溫較高時(shí),如果有室內(nèi)充電環(huán)境則更好。盡量避免晚上在戶外充電。
此外,良好的駕駛習(xí)慣也非常重要。動(dòng)力電池在冬季的充、放電效率都會(huì)降低,所以應(yīng)避免暴力駕駛,少用剎車,盡量通過動(dòng)能回收系統(tǒng)來制動(dòng)。
寫在最后:即便有種種措施,電動(dòng)汽車在冬季的續(xù)航里程大幅縮短仍是難以根除的現(xiàn)象。這或許也是國家開始向氫燃料電池傾斜的原因吧。