动力电池怕热又怕冷?新型锂离子电池技术,-70℃到80℃都能用!
现阶段还有很多正在犹豫的车主,他们想要购买新能源车,可是对新的技术又有太多的疑惑。新能源车电池真的怕冷又怕热吗?3年后续航里程就会衰减过半吗?
动力电池怕冷、怕热是真的,但不要过度解读
动力电池确实怕冷又怕热,在这里分享一段理论知识,看不懂没关系,知道原理就行。
高温下,锂离子电池的电解质锂盐LiPF6会发生热分解生成PF5,PF5会进一步与电解液中的水分发生水解反应生成HF。
HF的存在被认为是造成正极材料发生金属溶解的重要原因,随着锰溶解,会造成材料结构的变化和晶格的破坏。
一方面导致高电压区充电容量的减少,另一方面造成活性物质间接触阻抗增大,锂离子迁移速率降低,最终导致电池失效。
磷酸铁锂电池也同样害怕高温,高温下,磷酸铁锂材料同样存在金属铁溶解的现象。
铁沉积物可能会催化电解液的分解,从而使负极阻抗显著新增,最终导致电池容量的衰减。
高温环境下动力电池确实会加速衰减,但是这种衰减我们可以忽略不计,因为以上理论知识是建立在动力电池长期处于60℃高温下得出的结果。
我们不可能把电动汽车长期置于60℃的环境中,只是告诉我们在夏天的时候,最好把新能源车停放在阴凉处,或许对延长动力电池使用寿命起到一定的作用。
动力电池最怕的不是高温天气,而是热管理失控
电动汽车最核心的技术就是“电控系统”,电控系统最关键的是电池热管理系统,其中电池热管理系统的难点在于BMS系统。
电池热管理系统:就是可以在电池系统工作的时候起到快速散热的作用,避免电池过热而出现失控。
BMS系统:管理和维护人各个电池单元防止出现过充和过放,从源头上尽最大可能防止电池组出现热失控。
目前新能源车发生的自燃事故,大多数都是因为电池热管理系统失控。
特斯拉只有两项技术是自己的,一个是智能辅助驾驶系统,另一个就是电控系统,而且还申请了大量的技术专利。
可以很明确地说,BMS系统是电动车时代最重要的系统,保证了电动车的性能和安全,其地位和燃油车时代的发动机一样重要,而且研发难度不低于发动机。
目前比亚迪的电池热管理系统在国内是处于领先地位的,并且在最新的e平台3.0上采用了冷媒介质的一体化热管理系统。
说得通俗易懂一些,这里有一个关键词“冷媒介质”,也就是“冷媒直冷技术”,与家里使用的空调原理相似。
有些车主可能见过比亚迪汉EV电动机舱内有一瓶紫色的液体,这就是电池冷却液,而比亚迪把电池冷却器和散热冷媒打通了,通过管道直接进入了“刀片”电池内部。
散热效果简单有效,是一个低成本、高工艺要求的技术,目前来说比亚迪这套电池散热系统还没有出现任何问题。
动力电池怕冷,冬天续航减半,考验的不是电池材料,而是温度保护系统
很多新能源车主都会反映在冬天实际续航里程严重缩减,甚至影响正常使用。
动力电池确实怕冷,但是我们也不要过度解读了,认为新能源车在冬天就没有办法使用了。
还有人说:“磷酸铁锂电池冬季续航不如三元锂电池。”
按照材料大类来看,这种说法其实没有错,但是却不能说明任何问题,因为忽略技术谈材料,就是在“耍流氓”!
目前主流的电动汽车都有自己的温度保护系统,可以避免温度过低造成动力电池续航衰减,只要有先进的温度保护系统,即使零度以下的天气也能保证电动汽车基本的续航能力。
如何做到电池温度保护?
单纯地给电池直接加热,要么本身耗电太高,要么就是加热过度造成电池热失控,不但效率低下,还容易增加自燃的概率。
电池温度保护效率的高低才是关键!
比亚迪的温度管理系统比较有意思,不是通过外在加热的方式,而是采用了“脉冲自加热”的方式。
“脉冲自加热”就好像是原地踏步,通过自身运动保证身体由内而外地发热。
比从电池外部加热更加的高效,没有多余的累赘,也不会有太高的能耗,从而最大程度地保证电动汽车在冬季的续航能力。
这套系统非常先进,可要是控制不好,可能就会造成电池热失控,这里又涉及到了一些专业的理论。
2012年欧阳明高院士曾发表过一篇文章,其中提出了一个动态模型,就是尽可能缩短脉冲和达到更高的电压增幅值,这样就可以做到“安全和升温两不误”。
“脉冲自加热”是未来新能源车在冬季保持续航能力最直接有效的方式,比亚迪把理论知识变成了实际技术,这样的速度值得点赞。
动力电池怕冷又怕热,消费者更应该怕没有技术的电动车企
动力电池确实怕冷又怕热,这不是谣言,但是更值得消费者们注意的应该是电动车企的技术储备能力。
如果说目前主流的电动汽车在冬季续航能力都没有达到大家的预期,那么一些刚入局的造车新势力或许就更加不尽人意了。
我支持大家购买价格便宜的电动汽车,但是不支持大家购买没有技术储备的电动汽车。
因为外观内饰可以找外包公司设计,电池、电机可以直接购买,但是电控系统却是核心技术,想要买也买不到最先进的技术。
没有稳定、成熟的电控系统的电动汽车,不安全、也不可靠,即使再便宜,也不要轻易购买。
很多车主不敢购买新能源车,一是害怕里程焦虑,二是害怕电池衰减。
里程焦虑的本质是“补能焦虑”,也就是充电太慢了,只有普及快充站和换电站才能有所缓解。
中科院新型锂电池量产,-70℃到80℃都能用
中国科学院深圳先进技术研究院宣布,该院碳中和(筹)研究所唐永炳研究员团队的一项新型锂离子电池技术,于2022年5月24日完成了规模化量产。统计数据表明,本次规模化量产的产品合格率达到99.11%,过程各工序合格率均 99%以上。
团队表示,这是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品,有望打破电池产业格局。
据介绍,受电池关键材料的限制,目前锂离子电池的一大局限是,在零度以下的低温条件下无法充电,而在50℃以上的高温条件下,安全性又不能保障。我国幅员辽阔,气温随地域和季节变化大,北方地区冬季温度可以低至-40℃以下,而南方地区夏季地表温度高达50℃以上,冬季电动车无法启动、智能手机自动关机,夏季电动车自燃等情况频发。
为此,唐永炳研究员团队历时近10年,研发出了既抗冻又耐热的新型锂离子电池技术,最低工作温度可以达到-70℃,而最高工作温度高达80℃,而且低温与高温性能可以同时兼顾。
该产品的高低温性能、循环寿命、安全性能等各项指标,均已通过第三方权威机构检测,并获得 ISO9001、GB31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3 等标准和资质认证。
中国科学院深圳先进技术研究院称,本次量产是应某电动车客户要求,提供了批量电芯进行深度性能评估,相关性能评估已满足使用需求。
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