低溫已不再是電動汽車的“殺手”

2018-02-09 13:04:41 科技日報　點擊量：評論 (0)

在氣溫較低的情況下，電動汽車在室外放置后會出現電池沒電的情況，低溫下充電的時間也比在正常氣溫下長，而在車輛行駛中，電池的里程也會下

在氣溫較低的情況下，電動汽車在室外放置后會出現電池沒電的情況，低溫下充電的時間也比在正常氣溫下長，而在車輛行駛中，電池的里程也會下降的較快。雖然在實驗室里，低溫電池早就不是新鮮事，但實際運行中卻存在著諸多難題。對于包括特斯拉車主在內的電動車主而言，冬天開暖風都很奢侈。

記者近日來到呼和浩特采訪時發現，盡管當天氣溫在-20℃，依然能看到不少純電動公交在路上行駛載客。呼和浩特公交第二汽車公司相關負責人告訴記者，呼市已經使用純電動公交車全面替代了原有燃氣車，部分純電動公交已經歷了三個冬天的低溫考驗。

電池是純電動汽車的動力來源，而低溫則是“電池殺手”。對于純電動客車而言，這一現象更為明顯。電動客車使用最多的是磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰正極本身電子導電性比較差。一方面，其在低溫環境下容易產生極化，從而降低電池容量。另一方面，在低溫環境下，它的電解液黏度會增加，鋰離子遷移阻抗也會隨之增大，導致動力電池性能降低。更重要的是，受低溫影響，石墨嵌鋰速度降低，容易在負極表面析出金屬鋰，部分金屬鋰極有可能形成鋰枝晶，影響電池安全。

“我們采用碳包覆超細納米級磷酸鐵鋰、小粒徑低溫型石墨、功能型電解液等適應嚴寒低溫環境并正常工作的材料體系。”記者隨后來到了呼市電動公交的電池制造商內蒙古沃特瑪電池有限公司，公司負責人楊光告訴我們，沃特瑪通過對電池不同優質材料的反復篩選、測試及工藝設計的優化，研制出了低溫下充放電性能良好的低溫電池，解決了電動汽車在冬季續駛里程急劇下降、無法啟動、衰減、安全隱患等諸多難題。該技術已通過天津中電十八所的專業全項檢測。

沃特瑪所采用的低溫電池技術，除了因空調制熱、電除霜等增加能耗外，主要續航能耗基本與其它季節持平，電池續航衰減不高于5%，低溫環境下能放出常溫容量的90%以上，保持了足夠的續駛里程。

低氣溫下，新能源汽車搭載電池往往會出現充電電流過低，充電效率普遍降低的情況。電動車輛國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車聯席會專家組首席專家孫逢春教授曾指出，高寒環境問題是對電池技術的一個挑戰。實驗證明，220V的電池在-25℃的環境下，充電只能充40%左右，充滿后放電也僅放40%左右，低溫環境下電池的充放電是個大問題，在電池系統中，如何控制好充電的溫度非常重要。

目前呼和浩特的19條主要線路共投入370輛純電動公交，平均實載率達到87%以上。為何在-20℃的低溫，呼市的純電動公交能保持如此高的出勤率?

“除了在電池技術上進行低溫性能設計，我們還針對實際運營環境調整了充電策略。在低溫段，當溫度在-20℃—10℃時，我們采用單體準恒壓充電方法充電。”沃特瑪電池研究院院長饒睦敏博士向記者介紹他們所設計的充電方案。首先，根據初始溫度值選擇初始電流，接著每隔規定時間電流上漲特定值，使得最高單體穩定控制在3.6V電壓水平進行充電，當出現單體電壓大于3.6V時，將電流逐漸減少，當電壓低于3.6V時，充電電流保持。

由于在低溫下電池內阻變大，在不能預知的初始給定電流的充電作用下，可能會導致電池端電壓迅速過高而觸碰到充電截止電壓，最終導致電池無法充電。沃特瑪的低溫充電策略，正是能夠根據不同低溫情況，動態調整不同充電電流，以保證電池電壓維持在充電截止電壓下邊界附近充電，解決了磷酸鐵鋰電池無法在低溫下充電的技術難題。據了解，沃特瑪的低溫電池已經能夠實現在-40℃正常放電和-20℃正常充放電循環。

原標題:低溫已殺不死電動汽車