电池加热技术让电动汽车＂兴奋＂起来
时间:2021-03-30 09:07来源:电力知识学堂 作者:综合报道
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电动汽车在低温环境中运行时，其动力电池和电机等主要部件的性能会严重衰减，甚至出现动力故障不能运行的状况，主要原因在于动力电池。
锂离子动力电池的特性受环境温度的影响显著，尤其是在低温环境中，其可用能量和功率衰减严重，且长期低温环境使用会加速动力电池的老化，缩短使用寿命。
在低温环境下，锂电池的充放电性能将明显下降， 电池充放电将变得困难，电动汽车在低温环境中的启动和充电受到很大影响。
常用的电动汽车锂离子动力电池在零下十摄氏度时，容量和工作电压会明显降低，零下二十摄氏度时性能更加恶化，表现为其可用放电容量骤降，仅能保持常温时比容量的百分之三十左右。
其实特斯拉去年已经开始在其磷酸铁锂车型中升级了沿途预热功能优化，充电前的行驶过程中车辆会提前加热电池，从而使得车辆在开始充电前，让电池达到接近锂离子电池活性的理想温度，以提升充电效率。
科学实验研究表明，磷酸铁锂电池在低温环境下充放电性能大幅衰减，采用电池加热的方法可以显著提高电池的低温充放电性能。
如果在–30℃环境下，单块电池20 min 内温度升高30℃，放电容量就可以提高39.95%，充电容量提高86.44%。
锂电池在低温环境下，恒流放电时间与放电容量成正比，低温环境对不同锂电池的放电容量和放电时间的影响不同。
磷酸铁锂电池放电容量受低温环境的影响最大， 三元锂电池和聚合物锂电池放电容量受低温环境的影响次之，钛酸锂电池放电容量受低温环境影响最小。
同时，锂离子电池低温充电时，容易在石墨负极表面析出锂枝晶，刺破隔膜诱发电池内短路，造成电池容量衰减，降低电池使用寿命。
锂结晶的生长会刺穿电池隔膜，造成电池内部短路，不仅对电池造成永久性损伤，甚至会诱发电池热失控，导致其使用安全性大大降低。
低温下动力电池电化学反应速率降低，电荷迁移内阻随着温度的降低呈指数增加，可以认为，低温电荷迁移内阻剧增是动力电池功率性能恶化的主要原因。
具体来说，首先锂离子动力电池低温下的性能与电池电解液相关。低温下电解液电导率降低，且低温充电导致析出的锂金属易与电解液反应，导致锂离子动力电池低温性能进一步恶化。
低温下电池内部电极膜阻抗的增加是动力电池低温性能恶化的另一因素。低温下，电池内部电极膜阻抗增加，动力电池可用功率下降。
动力电池低温加热技术可以提高动力电池低温性能，在工程应用上，从动力电池管理系统角度出发，可根据车用需求，开发针对车用动力电池模块和动力电池包的新型低温加热技术。
使动力电池在低温环境下能够保持在正常工作温度范围内，满足正常充放电的要求，从而使整车在低温环境照样可以达到最佳性能状态。
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