[汽車(chē)之家 新鮮技術(shù)解讀]  元旦剛過(guò)完，轉(zhuǎn)眼間春節(jié)就要到了，屏幕前的您是不是已經(jīng)收拾行裝準(zhǔn)備回家了呢？和我們發(fā)愁買(mǎi)票類似，在這個(gè)氣溫普遍偏低的時(shí)節(jié)，純電動(dòng)車(chē)也有無(wú)法回避的痛，那就是續(xù)航里程降低�？啥颊f(shuō)低溫對(duì)動(dòng)力電池有影響，您知道它到底發(fā)生了什么嗎？換言之，除了很絕望，我們還能怎么做？

■到底發(fā)生了什么？

　　純電動(dòng)車(chē)在冬季低溫狀態(tài)下，續(xù)航里程大大縮短是不爭(zhēng)的事實(shí)，這也是阻礙很多朋友選擇它的重要原因之一。即使您比較禁凍，忍著不開(kāi)暖風(fēng)。純電動(dòng)車(chē)在低溫環(huán)境中行駛，其百公里的耗電量也會(huì)接近甚至超過(guò)15kWh以上。當(dāng)您看著儀表盤(pán)上顯示的續(xù)航里程小于導(dǎo)航播報(bào)的距離目的地公里數(shù)字時(shí)，里程焦慮就這樣產(chǎn)生了。

　　那么，到底發(fā)生了什么呢？從微觀的角度講，低溫狀態(tài)時(shí)鋰離子電池的正負(fù)極材料活性降低，電解液導(dǎo)電能力也受到影響。鋰離子電池工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部會(huì)受到阻力，它被稱為內(nèi)阻。內(nèi)阻增大會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱引起電池溫度升高。實(shí)驗(yàn)表明環(huán)境0℃以下時(shí)，溫度每下降10℃，內(nèi)阻約增大15%。這一切會(huì)最終導(dǎo)致電池放電時(shí)間縮短，您就會(huì)感覺(jué)到電池不禁用。

　　鋰離子電池在過(guò)低的溫度工作，也就是充放電的過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)一些副反應(yīng)。其主要是鋰離子與電解液發(fā)生的不可逆反應(yīng)，這會(huì)造成鋰電池容量衰退，使電池性能進(jìn)一步惡化。

　　如果沉積物包裹在電極表面，那么鋰離子電池充電過(guò)程中，鋰離子通過(guò)電解液向負(fù)極運(yùn)動(dòng)時(shí)，電極和電解液之間電位差比設(shè)計(jì)的更小，使得鋰離子與電解液中的物質(zhì)更易發(fā)生不可逆的副反應(yīng)。就會(huì)出現(xiàn)電池容量下降，放電效率降低等一系列結(jié)果。

■ 難道我們就束手無(wú)策？

　　俗話說(shuō)的好，辦法總比問(wèn)題多。既然低溫狀態(tài)大大影響包括續(xù)航里程在內(nèi)的使用感受，那勢(shì)必會(huì)有解決辦法誕生，我們先來(lái)聊聊大家平時(shí)使用過(guò)程中可以學(xué)習(xí)的小竅門(mén)。首先是充電環(huán)節(jié)，可能很多擁有純電動(dòng)車(chē)型的朋友到了冬季會(huì)發(fā)現(xiàn)快充和慢充都會(huì)出現(xiàn)充電效率降低的情況。　　

　　前面我們說(shuō)到了，低溫同樣會(huì)對(duì)電池充電效率造成影響，尤其在室外使用大功率直流快充時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)電池充電速度除了要比常溫狀態(tài)下更慢外，在后續(xù)使用中，也會(huì)覺(jué)得電量很虛，不少車(chē)輛會(huì)出現(xiàn)表顯續(xù)航里程準(zhǔn)確率降低的情況。

　　我的同事實(shí)測(cè)了室溫較低時(shí)的充電情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車(chē)輛在低溫的室外環(huán)境放置一夜之后（-10℃左右）立刻進(jìn)行直流快充時(shí)，充電時(shí)間相比常溫狀態(tài)下幾乎延長(zhǎng)了一倍。因此，冬季使用新能源車(chē)的竅門(mén)之一就是盡量保持“熱車(chē)”狀態(tài)充電。

　　也就是說(shuō)，冬季如果想縮短充電時(shí)間，我們可以在前往充電站的途中，增大車(chē)子的耗電量，比如：開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)模式、打開(kāi)暖風(fēng)等等，通過(guò)大功率放電的方式使動(dòng)力電池升溫。當(dāng)你到達(dá)充電站后，動(dòng)力電池的溫度可能會(huì)達(dá)到可以允許大電流充電的工作狀態(tài)，這樣也能節(jié)省一部分充電時(shí)間。

　　另外，在電池活性相對(duì)較低的狀態(tài)下使用快充，不用完全充滿。只要充到剛剛進(jìn)入涓流充電狀態(tài)時(shí)就可以了，一般這個(gè)狀態(tài)下soc會(huì)達(dá)到80%-90%，這樣可以既可以滿足使用需求，又能延長(zhǎng)動(dòng)力電池使用壽命。

■ 除了注意使用方法，有沒(méi)有技術(shù)解決問(wèn)題？

　　上一頁(yè)末尾我們提到低溫狀態(tài)下給電動(dòng)車(chē)充電前可以用一些方法，讓動(dòng)力電池組溫度盡快升高，提升充電效率。那么，為什么不開(kāi)發(fā)一種裝置，直接給動(dòng)力電池組加熱呢？機(jī)智的工程師們?cè)缦氲搅诉@個(gè)點(diǎn)子，因此你在一些純電動(dòng)車(chē)的廣告中會(huì)發(fā)現(xiàn)有些搭載了名為低溫預(yù)熱的配置。

　　目前，純電動(dòng)車(chē)型動(dòng)力電池組預(yù)加熱方式大體可分為兩種，即外部加熱與內(nèi)部加熱。前者主要是通過(guò)額外加熱裝置，盡快提升電池方式，后者采用交流電，直接刺激電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)，使電池本身發(fā)熱。

■ 外部加熱

● 用“熱得快”加熱——熱敏電阻加熱

　　相信不少80后朋友都用過(guò)“熱得快”燒水，其實(shí)動(dòng)力電池組預(yù)熱系統(tǒng)里有一種形式，其工作原理就和“熱得快”差不多，這就是熱敏電阻加熱法。具體而言，工程師會(huì)選擇使用感溫元件布置在電池組附近，讓它擔(dān)任發(fā)熱源頭的職責(zé)。 

　　按照純電動(dòng)車(chē)所處狀態(tài)不同，預(yù)熱結(jié)構(gòu)的能量來(lái)源略有差異。比如車(chē)主在進(jìn)行充電時(shí)，電池管理系統(tǒng)也就是BMS會(huì)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，其中就包含電池組溫度。充電槍物理連接完成的同時(shí)，如果電池組溫度過(guò)低便會(huì)使用充電樁提供的電能進(jìn)入預(yù)熱模式。如果是在行駛過(guò)程中，電池組溫度過(guò)低，那么能量來(lái)源則是動(dòng)力電池組。

　　除了上面提到的使用熱敏電阻為動(dòng)力電池組預(yù)熱的方法外，目前市面上主流的電動(dòng)車(chē)預(yù)熱方法還有電熱膜加熱。雖然二者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在明顯差異，但從本質(zhì)上看都是利用電熱器件發(fā)熱，達(dá)到提高電池組溫度的目的，這里不再贅述。

● 用燒暖氣的方法提升溫度——液冷溫控

　　在這個(gè)講求效率的年代，只能應(yīng)對(duì)一項(xiàng)工作的人或物都面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言，只能完成加熱工作的熱敏電阻顯然還有提升潛力。這時(shí)，能夠兼顧預(yù)熱與制冷的液冷溫控系統(tǒng)得到了更廣大的舞臺(tái)。具體而言，它可以針對(duì)動(dòng)力電池組整體熱管理需求，在高溫時(shí)對(duì)其進(jìn)行冷卻，低溫狀態(tài)時(shí)為其加熱，您可以將其看做是復(fù)合型人才。

　　一般而言，液冷溫控系統(tǒng)主要包括冷熱交換器、加溫裝置、冷卻液循環(huán)管路和液體循環(huán)動(dòng)力源幾個(gè)部分。它是利用冷熱交換器或加溫裝置，控制動(dòng)力電池溫度提升或降低，各家車(chē)企會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的電池組布置形式以及需求進(jìn)行調(diào)整。

　　以通用這套系統(tǒng)為例，其液冷溫控系統(tǒng)復(fù)雜度高。因此完成預(yù)熱以后，相比熱敏電阻加熱的方式而言，效果保持更為持久。一般而言，液冷溫控系統(tǒng)都能確保電動(dòng)汽車(chē)行駛后，全程溫度達(dá)到設(shè)定區(qū)間，無(wú)需或少量使用動(dòng)力電池為溫控系統(tǒng)提供能源。

■ 內(nèi)部加熱

● 靠山山倒，靠人人倒，不如靠自己升溫

　　上面兩種預(yù)熱系統(tǒng)是目前市面上主流的溫控方式，無(wú)論是使用熱敏電阻，還是結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的液冷控制，它們都需要消耗一定電能。那未來(lái)有沒(méi)有方法能夠讓電池自身更“抗凍”呢？答案是肯定。不過(guò)，現(xiàn)階段這些方法還未經(jīng)大范圍驗(yàn)證，對(duì)電池是否會(huì)造成損害還處于未知。

全文總結(jié)：

　　無(wú)論是磷酸鐵鋰電池，還是三元鋰電池，其處于低溫環(huán)境中，都會(huì)因?yàn)檎��?fù)極材料活性、電解液導(dǎo)電性降低受到影響。從結(jié)果上看，充電時(shí)間會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)，同時(shí)電量更難以充滿。使用過(guò)程中，動(dòng)力電池組“掉電”速度會(huì)明顯加快。因此，為了解決問(wèn)題，工程師開(kāi)發(fā)出了電池預(yù)熱系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)整電池組溫度，從而減少環(huán)境溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響。因此，您購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)車(chē)型的時(shí)候，不妨問(wèn)銷(xiāo)售一句“這車(chē)有電池預(yù)加熱系統(tǒng)嗎”？（文/圖 汽車(chē)之家 唐朝）