【全球車子網(wǎng) 技藝頻道】春節(jié)前，全球車子網(wǎng)PCauto與皆電GeekNEV同事們開著6臺(tái)新燃料車跑了一趟“智駕千里”春運(yùn)長途，在廣州與武漢之中跑了一種反復(fù)，此中純電車型在南方冬季的順暢快速巡航工況下，真正續(xù)航大約在NEDC標(biāo)稱續(xù)航值的50-60%之中。

　　若是北方媒體跑純電續(xù)航測(cè)試，這種比重會(huì)更低少許。于是咱們可行發(fā)覺，新燃料車子的真正續(xù)航與外界溫度的相干性十分強(qiáng)，夏季外界溫度過熱時(shí)，能源電池須要降溫，汽車內(nèi)部須要開空調(diào)；冬季外界溫度過低時(shí)，能源電池須要加熱，汽車內(nèi)部須要開暖風(fēng)。

　　2021年夏季，筆者寫了一篇對(duì)于電池散熱降溫的文章：

　　今日，咱們來瞧瞧電池加熱的少許事少許情：

　　當(dāng)前全部新燃料車均配備了鋰離子電池包，包括BEV純電動(dòng)、PEHV插混、REEV增程、HEV非插混、FCV氫能源電池，而鋰電池對(duì)溫度十分感性，特別嬌氣，溫度太熱太冷都不爽，它會(huì)立刻無了理想，不好好充電/放電。

　　通常而言，鋰離子電池的最好事業(yè)溫度在20℃左右，例如MEB平臺(tái)的能源電池恒溫就定在23℃。假如電芯溫度由于外界降溫而下調(diào)過多，電芯正極資料活性下降，電芯里面活動(dòng)的鋰離子數(shù)量下調(diào)，正負(fù)極資料中的帶電離子分散活動(dòng)能力變差，電能傳導(dǎo)速度下降，帶電離子活動(dòng)不暢暢，電池充放功能下調(diào)。低溫不但作用充放電的效能，還會(huì)由于低溫析鋰生成鋰枝晶，作用電池的重復(fù)生命甚而讓電池提早作廢。

　　從下圖“SoC-電壓”坐標(biāo)圖可視，極其低溫-30℃與超低溫-20℃下的放電曲線都十分陡峭，-30℃大約唯有SoC 20-60%可用，-20℃大約唯有SoC 15-80%可用，電壓浮動(dòng)十分大。

　　源于電池充放電的化學(xué)反映會(huì)發(fā)熱，是以在非極其低溫環(huán)境中，事業(yè)了數(shù)非常鐘后的電池，可行依托本身發(fā)熱來保持溫和舒適的“體溫”。但是，冷車發(fā)動(dòng)狀況下的能源電池，基本沒有辦法依托本身發(fā)熱來抵抗外界寒冬，這時(shí)刻咱們就要給電池設(shè)置保溫舉措。

　　自然，我們國家國土面積切實(shí)很大，天氣預(yù)報(bào)三分鐘都報(bào)不完的那種，這就給能源電池保溫戰(zhàn)略給出了不同的請(qǐng)求，也讓咱們?cè)斐闪?ldquo;南鐵鋰/北三元”的電池技藝路線格局。上圖那張圖即是磷酸鐵鋰的電壓曲線圖，標(biāo)稱電壓唯有3.2V（其它能源鋰電池是3.7V），且鐵鋰十分怕冷。

　　大伙可行瞧瞧下面的一月平均氣溫分布圖，我們國家東北、華北、高原地帶全無疑問是0℃之下低溫，中原地帶能保持在0℃左右，五嶺以南一路向高。

　　在秦嶺淮河線以北的使用者，冬季運(yùn)用磷酸鐵鋰配方的電動(dòng)車要遭罪了，Model 3磷酸鐵鋰版的汽車主人們應(yīng)當(dāng)最有發(fā)言權(quán)，與三元鋰版的冬季續(xù)航差距有點(diǎn)大。

　　秦嶺淮河以北一年僅一熟的區(qū)域，冬季氣溫分分鐘往零下攝氏度走，電池包事業(yè)自產(chǎn)熱不足以保持尋常事業(yè)溫度，車企根本都會(huì)用來下6種方案來解決低溫困難：

　　容易來講便是電芯、模組、電池包三個(gè)層次的殼體自身，以及配套的隔熱保溫裝置。

　　保溫資料必需考量好多要素，例如必需是熱的不良導(dǎo)體，必需阻燃，必需絕緣，最佳防水防塵還耐受高溫低溫，資料本錢還不能太高，最佳重量也要輕盈少許……

　　通常電池包里面會(huì)放氣凝膠來隔熱，而氣凝膠這玩意就相比有趣了，它是全球上密度最低的固體（低至0.003g/厘米2），里頭絕多數(shù)皆是氣體，根本能隔絕熱傳遞，美國宇航局在90年代就愛上這類新資料。Lyriq那個(gè)奧特能平臺(tái)也宣傳過自家氣凝膠隔熱資料可行擋住600℃熱浪沖撞。

　　云母也是可以的隔熱資料，嵐圖之前發(fā)表的“云母電池”就用了“云母+氣凝膠”的方案來隔熱。

　　另一個(gè)材質(zhì)叫“德耐隆”（Telite），是一個(gè)改性發(fā)泡資料，同樣是用以隔熱保溫的，隸屬相比新款的資料。

　　在這幾種資料的包含下，電芯自產(chǎn)熱量就可以讓電池保持在相比舒適的難題發(fā)展充放電。

　　盡管被動(dòng)保溫材質(zhì)是相比“古老”的形式，但這是能源電池必有的配置，再簡陋的新燃料也會(huì)有必定的保溫材質(zhì)包含。除此之外，工程師們還研發(fā)了后文咱將要提到電阻/液體/外置熱源體系不事業(yè)時(shí)，但這點(diǎn)主動(dòng)式保溫體系卻非長時(shí)間事業(yè)的，當(dāng)溫度十足時(shí)當(dāng)然會(huì)斷開供能，此時(shí)電池包里面依舊須要依托被動(dòng)保溫資料來控溫。

　　“熱得快”用過吧？便是這玩意。

　　只是慣例“熱得快”十分低本錢，沒全部防護(hù)裝置，差不多于拿在小弟子手上的RPG火箭發(fā)射器。能源電池用的電阻加熱體系通常有兩種，經(jīng)常使用的叫PTC熱敏電阻（Positive Temperature Coefficient），是一個(gè)電阻隨溫升而激增的半導(dǎo)體電阻（下圖）。

　　另一個(gè)是加熱膜，有金屬的或許硅基的，此刻另有把導(dǎo)電粒子加入高分子有機(jī)資料內(nèi)部做加熱膜的。這點(diǎn)薄膜會(huì)貼在電芯周邊，加熱成果比PTC愈加勻稱，空間也相比�。ㄎㄓ�2毫米那么薄）。

　　另有一個(gè)運(yùn)用“帕爾貼效應(yīng)”（Peltier effect）的加熱裝置，熱效能更高，但臨時(shí)還沒量產(chǎn)。

　　此前有讀者問過，耗電來給電池加熱，續(xù)航不就更低了嗎？

　　問得挺好。前文咱們說過電池在超低溫下的充放電功能會(huì)下降50%甚而更多，假如咱只用5-10%的電量去加熱電池，讓它規(guī)復(fù)30%電量，是非是賺了呢？便是那么個(gè)容易道理，況且加熱體系不要一直事業(yè)的，等溫度相當(dāng)了，下半場(chǎng)留給電池事業(yè)的自產(chǎn)熱來保持體溫。

　　此前咱拍過MEB平臺(tái)的溫控裝置，下圖加熱部分運(yùn)用PTC熱敏電阻（紅框，一大一小）和可供選裝的熱泵（藍(lán)框），冷卻部分運(yùn)用R744空調(diào)緊縮機(jī)裝置（藍(lán)框，統(tǒng)一個(gè)）。

　　為何PTC加熱裝置有兩個(gè)呢？大的那個(gè)在車廂內(nèi)，給汽車內(nèi)部供暖；小的那個(gè)在前艙內(nèi)，給電池供熱。兩個(gè)裝置獨(dú)立以后，可行按需加熱，耗能會(huì)更低。

　　由于有PTC的存留，即便在-10℃低溫環(huán)境下，1小時(shí)也可讓ID.產(chǎn)物充入近80%電量。

　　之前文章咱們聊過液體冷卻方案，液體可行帶走熱量（液體冷卻），也可行帶來熱量（液體加熱），因而可行在液冷方案能源電池根基上改成冷熱兩種溫控體系。

　　液體加熱方案本來是“PTC+液體重復(fù)體系”的聯(lián)合（差不多于一輛電熱水器），經(jīng)過PTC加熱包內(nèi)液體，繼而經(jīng)過液體重復(fù)把熱量輸送到每一顆電芯上面去。

　　比較單純的PTC加熱方案，“PTC+液體重復(fù)體系”的加熱愈加勻稱，可行更好地確保電芯的絕對(duì)性，減緩容量降低的速度，下降熱失控的幾率，提高重復(fù)生命。

　　未來，可能還會(huì)有浸入式的液體加熱方案量產(chǎn)，熱傳導(dǎo)效能會(huì)更高。

　　說得有點(diǎn)文縐縐，本來便是應(yīng)用一輛內(nèi)燃機(jī)，經(jīng)過燃燒石化能源發(fā)生熱量為電池包加熱。

　　相比典范的例子便是威馬EX5可供加裝的“極地電加熱體系”，實(shí)則是一輛小型的單缸活塞式內(nèi)燃機(jī)，采納燃效更高的柴油能源，在-30℃之下的極其低溫溫環(huán)境中十分管用。

　　這套體系的事業(yè)過程也是挺容易的，容量為6L的小油箱裝了柴油，柴油燃燒以后的熱量用以加熱電池液體回路中的液態(tài)介質(zhì)，液態(tài)介質(zhì)加熱電池。假如每天發(fā)動(dòng)以后須要加熱大約1小時(shí)，6L柴油大約足夠使用1個(gè)月多。

　　外置熱源加熱體系的優(yōu)勢(shì)是不要耗費(fèi)電池自身的電量來加熱電池，缺點(diǎn)是造價(jià)相比高，不行拆卸，非冬季不運(yùn)用這套體系時(shí)還得一直掛著它走，削減續(xù)航路程。

　　脈沖自加熱體系是最近才量產(chǎn)的，比亞迪和長安全在研發(fā)這類技藝，此中比亞迪將電池模組一對(duì)一編排，用電池組1對(duì)電池組2充電，接下來快速用電池組2對(duì)電池組1充電，迅速左右橫跳。

　　由于電芯在低溫狀況下的內(nèi)阻相當(dāng)大，是以脈沖充電會(huì)發(fā)生熱量，況且這點(diǎn)熱量就在電芯里面，不會(huì)有傳導(dǎo)損失。

　　長安的脈沖自加熱體系是如何的，臨時(shí)無材料。

　　熱泵最近幾年在新燃料車范疇曾經(jīng)最初盛行起來了，它是應(yīng)用液體-氣體的相變來換熱的。下圖是 @論科技 畫的圖。

　　外內(nèi)是一種蒸發(fā)器，讓氣體液化放熱；車外是一種冷凝器，讓液體氣化發(fā)展吸熱；泵是拿來緊縮氣體用的。

　　咱在電池冷卻文章內(nèi)部聊過相變傳熱形式的高效能，這邊就少許說了。這邊要說的是，鑒于全世界環(huán)境保護(hù)須要，列國一步步禁用R134a作為車子空調(diào) 制冷劑，最重要的替代制冷劑為R1234yf 或CO2（R744），CO2在準(zhǔn)則大度壓下的沸點(diǎn)比R134a和R1234yf更低，因而在寒冷天氣下制熱效能更高，況且CO2制冷劑最為環(huán)境保護(hù)，十足沒有毒，延續(xù)運(yùn)用沒有需回收。

　　熱泵的效能遠(yuǎn)超出PTC加熱，但熱泵的功率不高，之前筆者就見到過MEB平臺(tái)的拆解，講師說極度低溫概況下，熱泵空調(diào)與PTC會(huì)一同事業(yè)，等溫升十足以后就停掉費(fèi)電的PTC。

　　這節(jié)的最終補(bǔ)充兩句：隔熱與保溫是兩個(gè)有較強(qiáng)相干性的獨(dú)立名目，隔熱是平安方面的必需，隔熱功能越強(qiáng)越好；但保溫非是越強(qiáng)越好，高緯度使用者自然期望電池保溫功能拉到滿，但低緯度使用者的電池若是保溫太強(qiáng)了，散熱裝置的功能和本錢也要隨之上升，否則在夏季就沒有辦法順利排熱。

　　低溫充電時(shí)，電池里面活性物質(zhì)很慵懶，通常來講只能涓流充電，這時(shí)刻發(fā)展大電流充電是很危險(xiǎn)的，電控做得不沒有問題新燃料車在北方冬季快充時(shí)可能有風(fēng)險(xiǎn)。

　　但新燃料車的電量很珍貴，機(jī)動(dòng)車靜置狀況下確信不會(huì)一直發(fā)動(dòng)加熱裝置來保持電池體溫，若忽然想外出或許忽然接入電網(wǎng)充電，冷車發(fā)動(dòng)的電池就會(huì)碰到超低溫故障難題，輕則電量大減，重則沒有辦法發(fā)動(dòng)或許發(fā)生鋰枝晶削減重復(fù)生命。

　　日前中高檔新燃料車會(huì)裝備電池預(yù)加熱功效，在你APP預(yù)約運(yùn)用機(jī)動(dòng)車的時(shí)間此前一絲點(diǎn)，先開啟電池加熱裝置為其升溫，甚而可行提早開啟車艙內(nèi)暖氣。

　　全無疑問，露天泊車場(chǎng)的氣溫是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地庫里面氣溫的。因而，假如你是純電動(dòng)車汽車主人，可行抉擇露天和地庫，請(qǐng)領(lǐng)先抉擇地庫（地庫泊車費(fèi)過高的概況除外）。

　　由于冬季低溫，充電速度不但很慢，況且電池在超低溫下發(fā)展充電很簡單形成損害。在地庫下面，不但氣溫較高，充電速度能夠提高，電池平安性也獲得保證。

　　冬季融雪會(huì)浸濕充電配備，在本人不熟悉的公共充電樁上操作，無妨戴一雙塑料絕緣手套（或許可行套在御寒手套外面的超大碼絕緣手套），一方面不會(huì)弄臟本人的手或許棉手套，一方面可行做到防觸電。華夏的公共設(shè)備調(diào)養(yǎng)概況堪憂，相關(guān)部門治理或許盈利機(jī)構(gòu)治理還不力，因而充電樁的平常運(yùn)用損害仍是挺慘重的，就怕絕緣不到位。

　　另外，冬季充電普及偏慢，而好多公共充電樁都運(yùn)用了“一樁多線”充電車位。源于“一樁多線”會(huì)分走一部分功率，因而充電時(shí)，無妨挑一種兩根充電槍都閑置的樁位去充電，這樣子的話充電時(shí)間可行縮小少許。

　　電芯離廠的時(shí)刻就會(huì)有絕對(duì)性的差別，后期會(huì)經(jīng)過電控來平衡。

　　冷卻體系與加熱體系同樣會(huì)給電芯帶來后期的絕對(duì)性難題，不論是氣體、液體、固體傳熱，一條熱傳導(dǎo)渠道內(nèi)部確信有最熱的點(diǎn)和最冷的點(diǎn)，這兩個(gè)點(diǎn)上面的電芯就會(huì)有十足不同的老化速度，過熱/過冷的電芯會(huì)老化得特別快，容量掉得更快，后期還會(huì)有電壓不足的難題。

　　新燃料車都安裝有能源電池，此中BEV純電動(dòng)車的能源電池第一大，無其它能源體系，于是最怕冬季低溫，須要消耗本身電量來保溫。

　　PHEV插電混動(dòng)車（中型電池）、REEV增程式混動(dòng)車（小型/中型電池）、HEV非插電混動(dòng)車（小型電池）均裝載內(nèi)燃機(jī)，不需過多考量冬季低溫。

　　FCV氫能源電池車也須要保溫，由于能源體系裝在了一塊小型能源電池作為能量中樞，因而也有保溫的困難。

　　低溫放電與低溫充電一樣傷電池，而那一些搭載了電加熱體系或外置熱源的純電動(dòng)車還不能避免，由于冷車發(fā)動(dòng)的時(shí)刻，加熱體系還無映入狀況，電池里面的溫度依舊很矮，此時(shí)切勿大腳“電門”放飛自咱并貿(mào)然顯示“連冷發(fā)動(dòng)都不順順的石油車在冬天皆是渣渣”。

　　另外，由于冬天駕車，汽車內(nèi)部外都須要取暖，外后視鏡加熱、后窗加熱絲、空調(diào)暖風(fēng)、椅子加熱等等部件會(huì)耗費(fèi)不少電能，這時(shí)刻還暴力駕馭，電量消耗速度會(huì)遠(yuǎn)超你想象。

　　有不少人用上電動(dòng)車以后，就不顧全部前提調(diào)校死勁給周遭的人案例電車，這其實(shí)不唯物辯證。

　　電動(dòng)車的優(yōu)缺點(diǎn)都太顯著了，以至于須要運(yùn)用情景特別吻合的人群，才特別符合買電動(dòng)車，例如年均行進(jìn)路程特別長、擁車時(shí)間不低于3年、充電要求良好、不暈電車等等。另外，維度中庸的使用者，運(yùn)用電車的樂趣會(huì)大大增添，夏天不用開足空調(diào)，冬天不用開足暖氣，續(xù)航不至于那末捉襟見肘。

（文：黃恒樂）

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