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怕冷、怕热、怕磕 还要单独的保温系统 动力电池为何如此矫情?

2022-09-11 04:00:00 朱鹏飞

怕冷、怕热、怕磕 还要单独的保温系统 动力电池为何如此矫情?

【卡车之家 原创】为啥北方地区电动车卖得不好?因为不管是汽车上的电池,还是手机电池、相机电池,一到冬季低温的时候,很容易的就没电。眼看着还是20%-30%的电,忽然关机的比比皆是。

怕冷、怕热、怕磕 还要单独的保温系统 动力电池为何如此矫情?卡友提问,零下30度电池能用吗?

电池低温能用吗?为什么电池如此矫情?需要“捧在手心”才能正常工作呢?原因就在于电池中的化学活性物质。

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充电的过程,就是活性的锂离子从正极往负极移动的过程,锂离子嵌入负极之后,电池就有了更高的电量SOC。

放电的过程正好相反,放电时,负极上的锂原子会分解成电子和锂离子,电子会通过外电路到达正极,锂离子会通过隔膜到达正极。

不管是充电,还是放电,锂离子就像勤劳的搬运工一样,在正极和负极之间不断运动搬运电子。

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虽然锂离子很勤劳,但它对温度非常“傲娇”,在冬季低温,夏季高温的时候,这家伙就会变得懒惰、甚至罢工。

前面我们也说过,在冬季的北方地区,拿出来个手机,明明还有2、30的电量,但就很有可能直接关机。

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为了不让这种尴尬发生在汽车上,于是乎,厂家都纷纷给电池安装了散热装置。说是散热装置,其实严格的说是一种保温单元。这种单元根据结构一般分为风冷、液冷。

目前业界主流多采用液冷电池,这样的电池组内部电池温度比较平均,方便电池管理系统控制。此外,液冷电池不仅适合散热,在冬季的时候也能提供加热保温。

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我们还是以特斯拉为例,上图是特斯拉乘用车model3的热管理系统。为了最大化利用能源,特斯拉设计了一个颇为复杂的8通道阀体,通过热管理系统控制,能把冷却液的能量送到任何需要的地方。

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这样不管是电池加热制冷,亦或是电机的散热、驾驶室内的温度控制,都成为一体,实现能力的最大化利用。

当然话题扯远了,回到电池保温上来。目前市面上大多数动力电池热管理的普遍要求是,电芯温度区间控制在10℃-45℃,不同电芯的温度差控制在5℃-8℃。为了达到这个温度区间目标,有4个措施:

加热:PTC,液热,热泵

散热:自然冷却、风冷、液冷、冷媒直冷

保温:模组保温、箱体保温

热均衡:利用加热、散热、保温,来保障不同电芯的温度差在一定范围内

●  编后语

锂电池是除了镍氢电池外,当今最主流的电池,除了在手机、电脑等各类数码电器上,也广泛适用于纯电汽车上。文章中提到的锂电池,不管是钴酸锂、锰酸锂还是磷酸铁锂,都存在同样的问题。想要解决低温活性低的问题,目前来看,除了保温、散热做好之外,还没有太好的办法。

技术和材料的原因,导致了目前我们能使用的量产电池过于娇气,冷了、热了、磕碰了,都是很致命。因此,就温度保持这一项,才会如此费尽周折的控制电池的温度。(文/朱鹏飞 太平洋汽车网、百度百科、知乎圆桌)

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蓄电池技术解析加热制冷
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