首先明确一点:锂电池的性能肯定是会受到低温的影响的。
锂电池是化学电池的一种,自然也摆脱不了化学规律的限制。小伙伴们都知道,随着温度的降低,微观粒子运动的速度会变慢,化学反应的速率会降低。在锂电池内部,表现为电解液和SEI膜电导率低、电极电化学反应速率降低、负极石墨的固相扩散系数变小……小伙伴们可能弄不懂这些名词到底是什么意思,说的简单一点就是:
天冷了,产生电能的锂离子本身懒了,同时它脚下的路还难走了,走快了一不小心就会跌倒。
内部发生的这些变化表现在锂电池身上就是内阻变大,放电电压平台降低且端电压下降快,从而使其可用容量和功率都有较大衰减,同时快充能力也降低,可能会因为充电时产生锂沉积对电池造成永久性损伤甚至导致安全性问题。而在电动汽车上的表现就是续航里程大幅降低,出现充电困难和充电效率低,也就是大家所谓的电池“不耐用”了。
人在舒适的温度下工作效率会高,看来锂电池也一样。所以,我们必须想办法让电池包工作在理想的温度范围内,同时尽量减少低温情况下的电量消耗,才能避免或者缓解低温导致的续航里程降低、充电困难等问题。
低温下让电池包工作在理想温度范围的最简单办法就是给电池包加热了,原理很容易理解,通过热源给电池包加热,让电池包的温度达到可以正常工作的温度就OK了。目前常用的办法有两个:一个是电加热,一个是其他热源加热。
电加热方式就是用电池中的电能来给电池包加热,这样消耗一部分电能先给自己“暖暖身”。目前多数纯电车型使用的都是此方法,加个电热组件就可以搞定了,但是缺点也很明显,加热电池包耗费的大量电能直接影响了车辆续航里程,另外就是如果电池包温度太低,本身都放不出电来了,也就无法加热了。
与之相比,其他热源加热的方式就没有这个限制,比如一些混合动力汽车在低温的时候可以启动内燃机,用内燃机的废热来加热电池包,当然也可以用其他燃料燃烧产生热量。这种方式适用的温度范围广,也不会消耗电池包本身的电能,但是存在要引入新的零部件,结构比较复杂的问题。
我们还要注意一点:低温情况下电池冷,车内乘客也冷啊,电池需要加热,乘客也需要空调啊。这让低温对电池的影响更为雪上加霜,仿佛听到电池君在低声抽泣:在我最艰难的时刻,你们还来榨取我的能量!
目前纯电车型使用的空调有两种制热方式,一种是使用PTC元件发热,其实就是电热丝了,可以认为就