中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在氣溫較低的情況下，電動(dòng)汽車在室外放置后會(huì)出現(xiàn)電池沒電的情況，低溫下充電的時(shí)間也比在正常氣溫下長(zhǎng)，而在車輛行駛中，電池的里程也會(huì)下降的較快。雖然在實(shí)驗(yàn)室里，低溫電池早就不是新鮮事，但實(shí)際運(yùn)行中卻存在著諸多難題。對(duì)于包括特斯拉車主在內(nèi)的電動(dòng)車主而言，冬天開暖風(fēng)都很奢侈。
科技日?qǐng)?bào)記者近日來到呼和浩特采訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)天氣溫在-20℃，依然能看到不少純電動(dòng)公交在路上行駛載客。呼和浩特公交第二汽車公司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，呼市已經(jīng)使用純電動(dòng)公交車全面替代了原有燃?xì)廛�，部分純電�?dòng)公交已經(jīng)歷了三個(gè)冬天的低溫考驗(yàn)。
電池是純電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源，而低溫則是“電池殺手”。對(duì)于純電動(dòng)客車而言，這一現(xiàn)象更為明顯。電動(dòng)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(dǎo)電性比較差。一方面，其在低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化，從而降低電池容量。另一方面，在低溫環(huán)境下，它的電解液黏度會(huì)增加，鋰離子遷移阻抗也會(huì)隨之增大，導(dǎo)致動(dòng)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(fù)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(xì)納米級(jí)磷酸鐵鋰、小粒徑低溫型石墨、功能型電解液等適應(yīng)嚴(yán)寒低溫環(huán)境并正常工作的材料體系。”記者隨后來到了呼市電動(dòng)公交的電池制造商內(nèi)蒙古沃特瑪電池有限公司，公司負(fù)責(zé)人楊光告訴我們，沃特瑪通過對(duì)電池不同優(yōu)質(zhì)材料的反復(fù)篩選、測(cè)試及工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)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(dòng)汽車在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無法啟動(dòng)、衰減、安全隱患等諸多難題。該技術(shù)已通過天津中電十八所的專業(yè)全項(xiàng)檢測(cè)。
沃特瑪所采用的低溫電池技術(shù)，除了因空調(diào)制熱、電除霜等增加能耗外，主要續(xù)航能耗基本與其它季節(jié)持平，電池續(xù)航衰減不高于5%，低溫環(huán)境下能放出常溫容量的90%以上，保持了足夠的續(xù)駛里程。
低氣溫下，新能源汽車搭載電池往往會(huì)出現(xiàn)充電電流過低，充電效率普遍降低的情況。電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京市新能源汽車聯(lián)席會(huì)專家組首席專家孫逢春教授曾指出，高寒環(huán)境問題是對(duì)電池技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)證明，220V的電池在-25℃的環(huán)境下，充電只能充40%左右，充滿后放電也僅放40%左右，低溫環(huán)境下電池的充放電是個(gè)大問題，在電池系統(tǒng)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(dòng)公交，平均實(shí)載率達(dá)到87%以上。為何在-20℃的低溫，呼市的純電動(dòng)公交能保持如此高的出勤率？
“除了在電池技術(shù)上進(jìn)行低溫性能設(shè)計(jì)，我們還針對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)境調(diào)整了充電策略。在低溫段，當(dāng)溫度在-20℃—10℃時(shí)，我們采用單體準(zhǔn)恒壓充電方法充電�！蔽痔噩旊姵匮芯吭涸洪L(zhǎng)饒睦敏博士向記者介紹他們所設(shè)計(jì)的充電方案。首先，根據(jù)初始溫度值選擇初始電流，接著每隔規(guī)定時(shí)間電流上漲特定值，使得最高單體穩(wěn)定控制在3.6V電壓水平進(jìn)行充電，當(dāng)出現(xiàn)單體電壓大于3.6V時(shí)，將電流逐漸減少，當(dāng)電壓低于3.6V時(shí)，充電電流保持。
由于在低溫下電池內(nèi)阻變大，在不能預(yù)知的初始給定電流的充電作用下，可能會(huì)導(dǎo)致電池端電壓迅速過高而觸碰到充電截止電壓，最終導(dǎo)致電池?zé)o法充電。沃特瑪?shù)牡蜏爻潆姴呗�，正是能夠根�?jù)不同低溫情況，動(dòng)態(tài)調(diào)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?zé)o法在低溫下充電的技術(shù)難題。據(jù)了解，沃特瑪?shù)牡蜏仉姵匾呀?jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在-40℃正常放電和-20℃正常充放電循環(huán)。
