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    北汽研究院代院长谈-电动汽车冬季续航到底去哪了

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    新能源情报分析2020-12-25

    就在入冬以来不同品牌不同价位的电动汽车都暴露出续航衰减的问题,BEIJING汽车(北汽新能源)技术研究院院长代康伟从电动汽车动力电池、热管理系统、空调系统以及整车层面给出一个较为综合解释。

    冬季的续航去哪里了,这个问题受三个原因的困扰:

    1、动力电池本身

    熟悉电池的朋友大家可能都知道它是一个化学的产品。那么涉及到化学的反映其实都跟温度有关,温度低的时候,包括很多媒体老师大家在日常使用手机的时候都有这种感觉,为什么到了冬天电池的性能会非常差,都是由于温度降低了之后我们的这个比如说电池里面的一些电解液变得更加的黏稠,包括锂离子迁移的速率,材料本身的导电性都会进一步变差,会带来温度降低了之后电池的活性会降低。它的性能包括它的容量可能发挥出来就会受一定的影响。

    2、空调系统

    空调系统其实在燃油车里面尤其是大家在冬天的时候,它整个的一个热源来自于发动机的预热。其实发动机的转化效率到动力上也只有40%,剩下的60%热量的转换足以满足我们乘员取暖的需求。但是到了电动车领域以后没有了发动机的预热,所有的加热需要有一个新的这种加热源包括这种能量源来去解决。

    那么随着这几代,我记得08年那个时候最简单的就是用了这样的一个,就是通俗的话来讲就是电加热丝,通过和空调系统这样的融合,把它催成这样的热量到了车内。那么到了第二代可能我们会有些水暖的加热器,第三代会有热泵系统,第四代可能会有二氧化碳的热泵系统的开发。它只是走在一个节能的路上,就是怎么让它的损耗降到更低。但是它本身的一个作为电动汽车,它的一个热量的来源的加热方式是来自于我们电动汽车上的动力电池。所以它这块有一个很大的消耗是跟燃油车相比,我认为是一个很大很大的冬季续航跑不见的很大因素。

    3、行驶阻力

    电动汽车传动系统内的润滑油脂,与传动效率都会有随着低温产生一些阻力。看着平常可能感受不到,但是其实我们冬天的空气的密度和夏天的空气的密度都是不一样的。那么到冬天的密度是增大的,如果车辆开起来的时候其实它整个的一个风阻会变得更大。那么转应到车上的消耗就是我们要克服这个阻力,能够用同样的动力来行驶,需要消耗的电量是更多的。可能不是由于电动化技术带来的问题,它确实会由于我们在有限的。

    BEIJING汽车(北汽新能源)从2009年成立以来,一直在电动汽车提升效率和降低能耗方面研发新的技术解决方案,并从车主的角度在实际用车层面考量。

    在北京的冬天可能夜里有零下5-10度这样的情况,可能电池随着这样的一个十几个小时的搁置它会变得更加的冷,在当时那个时刻由于它的电池的温度是非常冷的,所以它的活性在早晨开启,去上班的路上,它的温度并没有被释放出来,或者是没有被加热起来。

    目前行业里已经没有特别绝对的三元锂电池和磷酸铁锂电池了,在刚开始在电动汽车做电池能量,作为一个能量源去使用的时候,那个时候的三元材料和磷锂材料确实存在很多性能上的差异。三元的材料它本身是镍钴锰,它其实是层状的结构。但是磷酸铁锂它其实是一种八面体结构的形式,大家可以理解我的锂离子在进行放电,正负极来回导通的过程中,它的通道是不太一样的。层级可以想像出来这个离子迁移的时候非常容易。但是八面体在迁移的过程中,它的阻力包括它得一个活性,导电率其实本身是存在一些差异的。

    这是本身两个材料的区别,但是其实随着这十年电动化技术的发展,很多相关的一些低温的改善包括导电率的改善的技术,我认为很多电池的企业都在攻克。几个方面,比如说怎么样去通过一些电解液的一些材料的配方的调整来去加快,就是在低温下的这种电解液的黏稠度的改善,让它的阻力不要太大。

    比如说怎么去在磷酸铁锂正极材料上进行碳的包覆,让它的性能上更加通畅。怎么样能够把它的通道进行一些有序的规划包括它的一些通道的路径的放大,能够让它的锂离子在通过隔膜走到负极,其实这些都有利于去改善我们不管是三元还是磷酸铁锂低温的活性特性的问题。这也是我们能看到。

    其实我们这几年来看,我们以电池为例,以三元为例,如果举实验室的例子,零下7度,我记得2018年电池保持率如果能到85%的活性已经非常棒了。但是到今年已经非常欣喜的看到零下7度活性已经可以释放到92%,93%的保持率。看起来大概是这样子几个点的提升,但是其实里面不仅是电解液,包括正极配方的改善,包括负极的迁移技术的进步,其实我认为都起了很大的作用。

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