[汽車(chē)之家 新鮮技術(shù)解讀] 如果讓各位回想一下電動(dòng)車(chē)使用過(guò)程中的痛點(diǎn),，相信有不少人都會(huì)把冬季續(xù)航這個(gè)“老病根”作為首選答案,。為了讓屏幕前的各位在購(gòu)車(chē)時(shí)更加“有的放矢”，汽車(chē)之家的編輯同事們每年冬天都會(huì)深入冰寒刺骨的東三省,，制作《冬季實(shí)驗(yàn)室》這樣的選題,，來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)主流電動(dòng)汽車(chē)冬季續(xù)航進(jìn)行實(shí)測(cè)。經(jīng)過(guò)我們的測(cè)試,，很多的電動(dòng)車(chē)到了零下30℃的環(huán)境中都會(huì)在續(xù)航,、充電,、動(dòng)力輸出等方面出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。那么有沒(méi)有一種技術(shù),，能夠提升電動(dòng)車(chē)冬季用車(chē)的體驗(yàn),，讓寒冷不再是電動(dòng)車(chē)殺手呢？長(zhǎng)安汽車(chē)近日在線上舉辦的一場(chǎng)EPA1平臺(tái)技術(shù)發(fā)布會(huì)中,，就帶來(lái)這樣一項(xiàng)“電池自加熱技術(shù)”,，沒(méi)準(zhǔn)真的能讓電動(dòng)車(chē)在冰雪覆蓋的東三省撒歡。
電池體虛,？為什么會(huì)怕冷,？
按照老規(guī)矩，在了解這項(xiàng)黑科技之前,，我們還是要復(fù)習(xí)一下基礎(chǔ)知識(shí)——電動(dòng)車(chē),，或者說(shuō)動(dòng)力電池，它到底為什么這么怕冷,？
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(chēng)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,。
其實(shí)在過(guò)去的幾年當(dāng)中,，汽車(chē)工程師們花費(fèi)了大量的精力去思考如何讓電池在寒冷的冬天快速升溫。目前主要有兩種思路：加熱膜和PTC屬于第一種,，您可以理解為是給電池包貼上了暖寶寶,；而液冷循環(huán)系統(tǒng)更像是給動(dòng)力電池家里裝了一套暖氣。
最難受的是,，加熱膜和PTC這兩種方式對(duì)電池的加熱并不均勻,。往往距離熱敏電阻絲較近的地方會(huì)升溫很快，而距離較遠(yuǎn)的地方則遲遲熱不起來(lái),。所以,，這兩者在過(guò)去的油改電產(chǎn)品上比較多見(jiàn)，如今隨著針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)全新設(shè)計(jì)的平臺(tái)不斷落地，越來(lái)越多的車(chē)企選擇了液冷循環(huán)這種方式來(lái)控制電池包的溫度,。
像特斯拉這種腦回路總是與眾不同的企業(yè),，獨(dú)辟蹊徑的將液冷溫控技術(shù)和自主研發(fā)的“八通閥”結(jié)合起來(lái)。讓PTC,、熱泵空調(diào)和整車(chē)的液冷循環(huán)融為一體,，互取所需?？梢哉f(shuō)是博眾家之長(zhǎng)的集大成者了,。但是，液冷溫控的優(yōu)勢(shì)在于用較低的電量獲取長(zhǎng)時(shí)間恒溫,。相比于今天我們要介紹的這個(gè)電池自加熱技術(shù)，在升溫速度上仍然略遜一籌,。
又快又省的電池自加熱
還記得文章開(kāi)頭我們聊過(guò),，鋰電池在低溫環(huán)境內(nèi)阻會(huì)增大，內(nèi)阻增大會(huì)產(chǎn)熱引起電池溫度升高這一特點(diǎn)嗎,？如果能夠利用這一特點(diǎn),，是不是就能在不借助外力的情況下，讓電池自己“熱起來(lái)”呢,？沒(méi)錯(cuò),，電池工程師們正是在無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)之后，找到了如何安全巧妙的利用內(nèi)阻讓電池“鐵鍋燉自己”,。
在2018年的時(shí)候,，寧德時(shí)代曾經(jīng)申請(qǐng)過(guò)一項(xiàng)專(zhuān)利。這項(xiàng)專(zhuān)利就是利用了低溫導(dǎo)致內(nèi)阻增大的特性,，通過(guò)在電池兩端加裝可以產(chǎn)生振蕩電流的裝置,，使電流經(jīng)過(guò)內(nèi)阻很大的電芯，從而讓電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量,，最終讓電池溫度快速升高,。
這種電池升溫方式除了無(wú)需增添硬件成本之外，還具有升溫效率高,，升溫均勻的好處,。據(jù)了解，寧德時(shí)代的電池自加熱技術(shù)可以做到所有電芯同步加熱,，且能每分鐘提高4℃的電池溫度,。在寒冷的北方冬季能迅速提升車(chē)輛電池包的整體溫度，讓充放電效率更高,。
官方表示,，基于隨機(jī)變頻的IGBT開(kāi)閉控制技術(shù)，長(zhǎng)安深藍(lán)C385(參數(shù)|詢價(jià))的動(dòng)力電池組可以做到在零下30℃的環(huán)境溫度中保持4℃每分鐘的升溫速率。電池組的溫度得到提升,，最直接的反饋就是在零下30℃的環(huán)境溫度中可以提升50%的動(dòng)力表現(xiàn)以及縮短15%的充電時(shí)間,。
為了避免出現(xiàn)對(duì)電池最為致命的“鋰枝晶”，這套技術(shù)選擇給電池組加上一組交流電,，同時(shí)依靠電機(jī)和BMS的配合,，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)高頻率的交流電方向轉(zhuǎn)換。正是因?yàn)殡娏鞣较蚴冀K在快速變化,，所以即使為了升溫速度快采用較大的電流,，也不容易出現(xiàn)鋰枝晶這種影響電池容量的現(xiàn)象。
這么說(shuō)來(lái),，似乎這種“電池自加熱”的技術(shù)路線聽(tīng)起來(lái)都是優(yōu)點(diǎn),。但事情總是有正反兩面的，有了升溫快的優(yōu)點(diǎn),，當(dāng)然也要面臨溫度驟變帶來(lái)的難點(diǎn),。尤其是目前市售的所有電動(dòng)車(chē)都是采用估算的方式顯示剩余電量和續(xù)航里程，當(dāng)溫度從零下快速上升時(shí),，如何讓BMS避免誤判更加精準(zhǔn)的計(jì)算出當(dāng)前電池的SOC反而成了這一項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn),。不過(guò)據(jù)我們了解，寧德時(shí)代也一直在配合技術(shù)的演進(jìn)優(yōu)化他們的SOC算法,。
寫(xiě)在最后
其實(shí)近幾年開(kāi)始研究電池自加熱技術(shù)的廠商遠(yuǎn)不止寧德時(shí)代和長(zhǎng)安,，擁有電池供應(yīng)商以及主機(jī)廠雙重身份的比亞迪也在2021年推出了類(lèi)似的脈沖加熱技術(shù)。在面對(duì)電動(dòng)車(chē)?yán)顺钡漠?dāng)下,，任何技術(shù)都有可能稱(chēng)霸一時(shí),，也有可能會(huì)在一夜之間被另一項(xiàng)新技術(shù)甚至是老技術(shù)所超越。這種百家爭(zhēng)鳴的技術(shù)路線之爭(zhēng),，反而讓我們更加期待接下來(lái)的電動(dòng)戰(zhàn)局,，將會(huì)把我們帶往何處。汽車(chē)之家也會(huì)持續(xù)關(guān)注長(zhǎng)安深藍(lán)C385的新鮮技術(shù),，大家也可以盡情期待當(dāng)這臺(tái)試駕車(chē)來(lái)到編輯部的那一天,，我們會(huì)用怎樣的方式“折磨”它。（圖/文 汽車(chē)之家 楊鵬）