低温环境对电池有哪些影响?

如题所述

在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大,在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关,电极/电解液界面被视为锂电池的心脏。
如果温度下降,电极的反应率也下降,假设电池电压保持恒定,放电电流降低,电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反,即电池输出功率会上升,温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快,传送温度下降,传送减慢,锂电池充放电性能也会受到影响。
但温度太高,会破坏电池内的化学平衡,导致副反应。镍镉、镍氢、锂电池的放电效率在低温会有显著的降低(如低于-15),而在-20时,碱液达到起凝固点,电池充电速度也将大大降低。
在低温充电低于0会增大电池内压并可能时安全阀开启。为了有效充电,环境温度范围应在0度-28度之间,一般充电效率会随温度的升高而升高,但当温度升到45以上,高温下充电锂电池材料的性能会退化,电池的循环寿命也将大大缩短。
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第1个回答  2022-06-16
“电动爹”是怎样炼成的
“我们做过相关测试,我们这款车冬季续航大概要打一个62折。”国内一家新能源汽车制造商的内部人士向记者透露。她口中的车型起售价在20万元以上,在国内市场处于中高定位。实际上,这已经是一个不错的成绩,一些中低价电动车的冬季续航缩水情况更为严重。
南方的纯电动车主,可能很难对这样的场景感同身受:前一天显示还有300多公里续航的电动车,停放一晚后续航剩200多公里;夏季车辆半个月充一次电,冬季只能坚持一星期;中长途旅途时,车主往往会纠结是多要点温度,还是多要些续航。在北方寒冷的冬季,纯电动车续航不足的缺点非常突出,甚至有了一个不太体面的称号——“电动爹”。
自纯电动车诞生以来,消费者对于它们的续航焦虑就从未停止过。受此问题困扰的车主不在少数,截至目前,中国纯电动汽车保有量在400万左右,占汽车总保有量1%以上,且正不断提升。
电动车为何在冬季低温环境下变得这样“娇气”?“这与动力电池的工作原理紧密相关。”北汽新能源工程研究院副院长代康伟在12月23日的媒体沟通会上这样解释。而车企也一直在通过技术手段来提升电动车的冬季续航。
冬季续航缩水三大原因
据代康伟介绍,影响纯电动车冬季续航的主要有三大因素:电池因气温下降,活性降低;冬季空调系统耗能较大;低温环境下传动系统的阻力增加。
“低温状态下,电池正负极材料活性和内部电解液导电能力下降,内阻增大,工作电流就变小,对外表现为动力电池可用容量的衰减,也是续航里程打折扣原因之一。”代康伟表示。
在车内取暖方面,传统燃油车发动机的转换效率只有40%,剩下的热量转换可以满足车内取暖的需求;纯电动车则需要额外加装加热源来解决这一问题,这进一步降低了续航。此外,低温下车辆传动系统阻力增大,同时空气密度增大导致风阻增大,这同样对于续航不利。这一问题燃油车也会遇到,但在续航里程本就表现不佳的电动车上被放大。
纯电动车主还普遍会遇到另外一种情况——车子没开,续航却缩水,这也会加剧车主的焦虑。据了解,车机系统会显示在当下环境下,车辆的续航里程会有多少。相同的电量,在不同环境下的显示结果并不相同。比如车主驾驶车辆即将完成一段路程时,电池处于一个比较理想的状态,续航显示有300公里。停车放置一晚后,电池温度降低,第二天早上车辆显示的续航会有缩减。
“首先这一定不是电池坏或者损伤。”代康伟表示,“这个时候为什么会显示有几十公里的下降,其实它的目的更多是为了引导消费者,你电池现在的活性是这样的状态,现在显示的是大致可以靠谱地开到目的地的一个引导策略。”
另外,分地区来看,南方更加温润的气候,使电动车在冬季的续航也不会大打折扣。“我有一些朋友在深圳,他们在冬季驾驶电动车的体验还是比较愉快的。”北京一位纯电动车主向记者表示。
而在气温较低的东三省,纯电动车显然不太受欢迎。以2019年上半年各省份的新能源汽车销量(以纯电动车为主)来看,在30多个省份中,辽宁省、吉林省、黑龙江省分别排名倒数第8、6、4位。这与其汽车整体保有量形成较大反差,其中辽宁省在2017年以621万辆的私人汽车保有量,在所有省份中排名第9。
如何提升冬季续航?
好在,近几年纯电动车型续航里程的提升,逐渐减缓了消费者的焦虑。据记者统计,目前市面上续航里程超过550公里的车型,已经达到16款。如,北汽极狐阿尔法T中高配版本的NEDC车型续航里程为650公里,大约是北汽新能源早期推出的入门级车型EC车型续航里程的3倍以上。而在四五年前,市面上主流的电动车续航里程只有200公里。
同时,动力电池在低温环境下的性能也在稳步提升。“以三元锂为例,在实验室环境下,零下7度,2018年电池保持率如果能到85%的活性已经非常棒了。到今年,电池在零下7度活性已经可以释放到92%,93%的保持率。”代康伟表示。
除了电池技术的提升,车企提升低温环境下电池性能的另一种思路是借助热管理系统。比如电池加热系统能够在低温环境下比较快速地提升电池温度,帮助电池快速达到理想状态,这也有利于加快车辆充电速度。
不过,电池加热并不一定适用于所有工况。比如,在低温、短途出行的场景下,加热系统耗费一些能量,但对续航提升有限,整体来看并不划算。另外,电池加热系统存在一定的安全隐患,如果温度失控,会对电池甚至车辆造成损伤。
据代康伟介绍,北汽新能源正在研究超低温冷启动以及全气候电池这两项技术,这些技术可以用较少的能量来快速提升电池温度。配合电控系统的双重加固,这有利于解决上述两大痛点。
另外,冬季耗电“大户”车载空调系统也在不断进化。据悉,极狐阿尔法T配置了热泵空调,热泵通过搬运环境的热量,节省了30%-50%的空调功耗,相当于里程提升5%-10%。目前,热泵空调已经成为不少中高端车型的首选。
综合而言,以现有的技术,动力电池性能在冬季减弱的问题还没办法得到根治,因此要提升电动车冬季续航只能进行“优化管理”,首先就是要实现电池技术的突破,其次是进行车辆热管理方面的优化。短期来看,要让中国北方的电动车主完全打消续航焦虑,甚至尽情地“到雪地上撒点野”,还不太现实。
第2个回答  2022-01-26
温度很低的话给电池充电,一个是充不进去,二是放电的时候放不出来,不耐用所以说温度对电池的使用情况影响很大,正常情况下,0~30度的时候,电池的性能比较好本回答被提问者采纳
第3个回答  2022-01-26
低温对电池的影响是反应速度会慢。出现这种现象的原因是大部分手机用的是锂离子电池,内部由一个正极、一个负极以及在正负极之间的电解液组成。 负极通过化学反应析出锂离子,锂离子运动到正极的过程中产生电流。在低温环境下,
第4个回答  2022-01-26
在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大,在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关,电极/电解液界面被视为锂电池的心脏。 如果温度下降,电极的反应率也下降,假设电池电压保持恒定,放电电流降低,电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反,即电池输出功率会上升,温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快,传送温度下降,传送减慢,锂电池充放电性能也会受到影响。
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