“
電池加熱” 技術(shù)可以讓電動汽車按照需要保持“興奮”狀態(tài),從而大大提高動力
電池容量的利用率、充放電效率和安全性能。
電動汽車在低溫環(huán)境中運(yùn)行時,其動力電池和電機(jī)等主要部件的性能會嚴(yán)重衰減,甚至出現(xiàn)動力故障不能運(yùn)行的狀況,主要原因在于動力電池。
鋰離子動力電池的特性受環(huán)境溫度的影響顯著,尤其是在低溫環(huán)境中,其可用能量和功率衰減嚴(yán)重,且長期低溫環(huán)境使用會加速動力電池的老化,縮短使用壽命。
在低溫環(huán)境下,鋰電池的充放電性能將明顯下降, 電池充放電將變得困難,電動汽車在低溫環(huán)境中的啟動和充電受到很大影響。
常用的電動汽車鋰離子動力電池在零下十?dāng)z氏度時,容量和工作電壓會明顯降低,零下二十?dāng)z氏度時性能更加惡化,表現(xiàn)為其可用放電容量驟降,僅能保持常溫時比容量的百分之三十左右。
其實特斯拉去年已經(jīng)開始在其磷酸鐵鋰車型中升級了沿途預(yù)熱功能優(yōu)化,充電前的行駛過程中車輛會提前加熱電池,從而使得車輛在開始充電前,讓電池達(dá)到接近鋰離子電池活性的理想溫度,以提升充電效率。
科學(xué)實驗研究表明,磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下充放電性能大幅衰減,采用電池加熱的方法可以顯著提高電池的低溫充放電性能。
如果在–30℃環(huán)境下,單塊電池20 min 內(nèi)溫度升高30℃,放電容量就可以提高39.95%,充電容量提高86.44%。
鋰電池在低溫環(huán)境下,恒流放電時間與放電容量成正比,低溫環(huán)境對不同鋰電池的放電容量和放電時間的影響不同。
磷酸鐵鋰電池放電容量受低溫環(huán)境的影響最大, 三元鋰電池和聚合物鋰電池放電容量受低溫環(huán)境的影響次之,鈦酸鋰電池放電容量受低溫環(huán)境影響最小。
同時,鋰離子電池低溫充電時,容易在石墨負(fù)極表面析出鋰枝晶,刺破隔膜誘發(fā)電池內(nèi)短路,造成電池容量衰減,降低電池使用壽命。
鋰結(jié)晶的生長會刺穿電池隔膜,造成電池內(nèi)部短路,不僅對電池造成永久性損傷,甚至?xí)T發(fā)電池?zé)崾Э,?dǎo)致其使用安全性大大降低。
低溫下動力電池電化學(xué)反應(yīng)速率降低,電荷遷移內(nèi)阻隨著溫度的降低呈指數(shù)增加,可以認(rèn)為,低溫電荷遷移內(nèi)阻劇增是動力電池功率性能惡化的主要原因。
具體來說,首先鋰離子動力電池低溫下的性能與電池電解液相關(guān)。低溫下電解液電導(dǎo)率降低,且低溫充電導(dǎo)致析出的鋰金屬易與電解液反應(yīng),導(dǎo)致鋰離子動力電池低溫性能進(jìn)一步惡化。
低溫下電池內(nèi)部電極膜阻抗的增加是動力電池低溫性能惡化的另一因素。低溫下,電池內(nèi)部電極膜阻抗增加,動力電池可用功率下降。
動力電池低溫加熱技術(shù)可以提高動力電池低溫性能,在工程應(yīng)用上,從動力電池管理系統(tǒng)角度出發(fā),可根據(jù)車用需求,開發(fā)針對車用動力電池模塊和動力電池包的新型低溫加熱技術(shù)。
使動力電池在低溫環(huán)境下能夠保持在正常工作溫度范圍內(nèi),滿足正常充放電的要求,從而使整車在低溫環(huán)境照樣可以達(dá)到最佳性能狀態(tài)。
(責(zé)任編輯:子蕊)