目前,雖然技術(shù)的逐步成熟與發(fā)展促使新能源車(chē)的續(xù)航里程有所提升,但對(duì)于純電動(dòng)新能源車(chē),續(xù)航里程焦慮依然是眾多消費(fèi)者在購(gòu)車(chē)時(shí)最為擔(dān)心的,而說(shuō)到影響汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的重要因素可能很多人都會(huì)首先想到電池。
一般說(shuō)來(lái),電池的能量密度和容量越大,新能源純電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程就會(huì)越大,但由于溫度的變化,電池的能量存儲(chǔ)與放電能力極易受到影響,尤其是在寒冷冬季,車(chē)輛的續(xù)航里程明顯有所縮減。
車(chē)輛續(xù)航里程的衰減反饋到電池上最直觀的表現(xiàn)就是充放電效率。據(jù)相關(guān)電池充電數(shù)據(jù)顯示,極端溫度下,電池的充電效率和電池壽命都會(huì)衰減,對(duì)比正常溫度情況下,狀態(tài)下降30%。那為什么會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象呢?
經(jīng)過(guò)研究,極低溫度極易打破電池模塊間的溫度平衡,加速電池內(nèi)阻和容量的不一致性,過(guò)長(zhǎng)時(shí)間積累后就會(huì)造成電池過(guò)度的放電、充電,對(duì)電池的使用壽命與安全性存在不可逆的損傷。
空口無(wú)憑,數(shù)據(jù)說(shuō)話,上圖是80Ah
氫鎳電池不同溫度下的電池放電效率圖,從圖中的數(shù)據(jù)走向分析,可知溫度低于0攝氏度,電池的放電效率都會(huì)顯著降低,電池電量的衰減性速度由此加快。
也正是因?yàn)槿绱耍瑸榻鉀Q極端溫度電池?zé)崴p問(wèn)題,現(xiàn)今很多新能源車(chē)企也是推出了動(dòng)力電池?zé)峁芾砗銣叵到y(tǒng)。那么這套動(dòng)力電池?zé)峁芾砗銣叵到y(tǒng)對(duì)電池電量到底能夠起到什么樣的作用呢?且聽(tīng)教授娓娓道來(lái)!
現(xiàn)在的新能源車(chē)企每當(dāng)有新車(chē)上市普遍都會(huì)宣傳安利一波自家的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。而據(jù)他們的相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)在提升車(chē)輛極端溫度下的續(xù)航能力,降低電池電量衰減上頗有成效。
市面大部分新能源車(chē)所搭載的”動(dòng)力電池?zé)峁芾砗銣叵到y(tǒng)“原理上其實(shí)都是相同的,簡(jiǎn)單地講,動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)在檢測(cè)到電池工作溫度過(guò)低時(shí),BMS電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)會(huì)主動(dòng)分配部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,繼而為動(dòng)力電池均勻加熱,為電池工作提供較為恒定的工作溫度環(huán)境。
像北汽新能源EU5的低溫預(yù)熱技術(shù)、比亞迪秦EV450和E5 450的電池智能溫控管理系統(tǒng)、吉利帝豪EV450 ITCS電池智能溫控管理系統(tǒng)、江淮iEV6e與蔚來(lái)ES8的電池包液冷技術(shù)等等,都是為了確保車(chē)輛動(dòng)力電池在各種溫度下仍然可以維持正常的運(yùn)行與工作。
當(dāng)下的新能源車(chē)市場(chǎng)里,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要有風(fēng)冷、水冷與直冷,其中液冷運(yùn)用最為廣泛,不同的車(chē)企則在此基礎(chǔ)上作個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的小調(diào)整,研發(fā)制造出屬于自家獨(dú)有的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。當(dāng)前市面上使用得比較多或者比較有名的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要的其實(shí)也就是以下的那么幾種:
1. 比亞迪電池智能溫控管理系統(tǒng)
電池智能溫控管理系統(tǒng)也是屬于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中液冷方式中其中一種,運(yùn)行原理解析下來(lái)其實(shí)并不復(fù)雜,它主要是通過(guò)電池加熱和電池冷卻功能,使電池處于相對(duì)合適的工作溫度。
在低溫狀態(tài)下充電,電池智能溫控管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟并且對(duì)電池組進(jìn)行加熱,使電池的溫度達(dá)到較為合理的范圍,激活電池內(nèi)部活性,進(jìn)而提升充電過(guò)程中的充電效率。而且在極端低溫狀態(tài)下電池智能溫控管理系統(tǒng)在提升充放電效率的同時(shí)可有效避免對(duì)電池組造成不可逆的傷害。
2. 北汽電池包液冷技術(shù)管理系統(tǒng)
北汽新能源車(chē)除配備電池液冷技術(shù)外,在高配車(chē)型當(dāng)中還可以監(jiān)控電池電芯溫度以及冷卻液溫度,消費(fèi)者可以更好更合理的控制電池系統(tǒng)是處于加熱還是冷卻狀態(tài),以確保電池組無(wú)論在何種環(huán)境溫度下,都能保持正常工作狀態(tài)。
北汽電池包液冷技術(shù)管理系統(tǒng)的體積相對(duì)比較小,但是在降低電池溫度、提升電池組溫度平衡性以及穩(wěn)定性具有非常出色效果。
3. Tesla Roadster電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
在結(jié)構(gòu)上特斯拉確實(shí)比其他電動(dòng)汽車(chē)要復(fù)雜許多,6831節(jié)單體容量較小的18650電池組成,通過(guò)蛇形鋁帶將每節(jié)電芯串聯(lián)起來(lái),充分解決每節(jié)電池是否都能享受恒定溫度的問(wèn)題。在極端溫度下,電池組內(nèi)部的溫度可控制在正負(fù)2攝氏度的維度上,各節(jié)電池溫度相對(duì)比較均衡。
與其它電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的不同在于特斯拉用一個(gè)四通轉(zhuǎn)換閥實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的串并聯(lián)去切換,電池可根據(jù)工況自我選擇最優(yōu)熱管理方式,當(dāng)電池在低溫狀態(tài)下需要加熱時(shí),電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路串聯(lián),從而使電機(jī)為電池加熱。當(dāng)動(dòng)力電池處于高溫時(shí),電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路并聯(lián),兩套冷卻系統(tǒng)獨(dú)立散熱。
4. 通用Volt的熱管理系統(tǒng)
通用Volt插電式混動(dòng)動(dòng)力車(chē)也是使用液冷的方式,但它所使用的是利用288節(jié)45 Ah的層疊式
鋰離子電池,利用串聯(lián)和并聯(lián)組成電池組,以50%水與50%乙二醇混合物為冷卻介質(zhì)。
單體電池間間隔布置了金屬散熱片(厚度為1 mm),散熱片上刻有流道槽,冷卻液在流道槽內(nèi)流動(dòng)帶走熱量,在低溫環(huán)境下,加熱線圈可以加熱冷卻液使電池升溫,促使電池溫度保持在較為恒定的范圍內(nèi)。
影響純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程的因素有非常多,但電池才是對(duì)純電動(dòng)續(xù)航里程起決定性作用的重點(diǎn),熱管理系統(tǒng)是我們最應(yīng)該關(guān)注的環(huán)節(jié),這也是未來(lái)電動(dòng)車(chē)優(yōu)化的重點(diǎn)之一。