沃特瑪?shù)蜏仉姵匾呀?jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)-20℃正常充放電循環(huán)

時(shí)間:2018-02-09 10:04來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 作者:姜靖
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  央視財(cái)經(jīng)日前報(bào)道,在氣溫較低的情況下,電動(dòng)汽車(chē)在室外放置后會(huì)出現(xiàn)電池沒(méi)電的情況,低溫下充電的時(shí)間也比在正常氣溫下長(zhǎng),而在車(chē)輛行駛中,電池的里程也會(huì)下降的較快。雖然在實(shí)驗(yàn)室里,低溫電池早就不是新鮮事,但實(shí)際運(yùn)行中卻存在著諸多難題。對(duì)于包括特斯拉車(chē)主在內(nèi)的電動(dòng)車(chē)主而言,冬天開(kāi)暖風(fēng)都很奢侈。
 
  科技日?qǐng)?bào)記者近日來(lái)到呼和浩特采訪時(shí)發(fā)現(xiàn),盡管當(dāng)天氣溫在-20℃,依然能看到不少純電動(dòng)公交在路上行駛載客。呼和浩特公交第二汽車(chē)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,呼市已經(jīng)使用純電動(dòng)公交車(chē)全面替代了原有燃?xì)廛?chē),部分純電動(dòng)公交已經(jīng)歷了三個(gè)冬天的低溫考驗(yàn)。
 
  電池是純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源,而低溫則是“電池殺手”。對(duì)于純電動(dòng)客車(chē)而言,這一現(xiàn)象更為明顯。電動(dòng)客車(chē)使用最多的是磷酸鐵鋰電池,磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差。一方面,其在低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化,從而降低電池容量。另一方面,在低溫環(huán)境下,它的電解液黏度會(huì)增加,鋰離子遷移阻抗也會(huì)隨之增大,導(dǎo)致動(dòng)力電池性能降低。更重要的是,受低溫影響,石墨嵌鋰速度降低,容易在負(fù)極表面析出金屬鋰,部分金屬鋰極有可能形成鋰枝晶,影響電池安全。

  “我們采用碳包覆超細(xì)納米級(jí)磷酸鐵鋰、小粒徑低溫型石墨、功能型電解液等適應(yīng)嚴(yán)寒低溫環(huán)境并正常工作的材料體系。”記者隨后來(lái)到了呼市電動(dòng)公交的電池制造商內(nèi)蒙古沃特瑪電池有限公司,公司負(fù)責(zé)人楊光告訴我們,沃特瑪通過(guò)對(duì)電池不同優(yōu)質(zhì)材料的反復(fù)篩選、測(cè)試及工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化,研制出了低溫下充放電性能良好的低溫電池,解決了電動(dòng)汽車(chē)在冬季續(xù)駛里程急劇下降、無(wú)法啟動(dòng)、衰減、安全隱患等諸多難題。該技術(shù)已通過(guò)天津中電十八所的專(zhuān)業(yè)全項(xiàng)檢測(cè)。
 
  沃特瑪所采用的低溫電池技術(shù),除了因空調(diào)制熱、電除霜等增加能耗外,主要續(xù)航能耗基本與其它季節(jié)持平,電池續(xù)航衰減不高于5%,低溫環(huán)境下能放出常溫容量的90%以上,保持了足夠的續(xù)駛里程。
 
  低氣溫下,新能源汽車(chē)搭載電池往往會(huì)出現(xiàn)充電電流過(guò)低,充電效率普遍降低的情況。電動(dòng)車(chē)輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京市新能源汽車(chē)聯(lián)席會(huì)專(zhuān)家組首席專(zhuān)家孫逢春教授曾指出,高寒環(huán)境問(wèn)題是對(duì)電池技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)證明,220V的電池在-25℃的環(huán)境下,充電只能充40%左右,充滿后放電也僅放40%左右,低溫環(huán)境下電池的充放電是個(gè)大問(wèn)題,在電池系統(tǒng)中,如何控制好充電的溫度非常重要。
 
  目前呼和浩特的19條主要線路共投入370輛純電動(dòng)公交,平均實(shí)載率達(dá)到87%以上。為何在-20℃的低溫,呼市的純電動(dòng)公交能保持如此高的出勤率?
 
  “除了在電池技術(shù)上進(jìn)行低溫性能設(shè)計(jì),我們還針對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)境調(diào)整了充電策略。在低溫段,當(dāng)溫度在-20℃—10℃時(shí),我們采用單體準(zhǔn)恒壓充電方法充電。”沃特瑪電池研究院院長(zhǎng)饒睦敏博士向記者介紹他們所設(shè)計(jì)的充電方案。首先,根據(jù)初始溫度值選擇初始電流,接著每隔規(guī)定時(shí)間電流上漲特定值,使得最高單體穩(wěn)定控制在3.6V電壓水平進(jìn)行充電,當(dāng)出現(xiàn)單體電壓大于3.6V時(shí),將電流逐漸減少,當(dāng)電壓低于3.6V時(shí),充電電流保持。
 
  由于在低溫下電池內(nèi)阻變大,在不能預(yù)知的初始給定電流的充電作用下,可能會(huì)導(dǎo)致電池端電壓迅速過(guò)高而觸碰到充電截止電壓,最終導(dǎo)致電池?zé)o法充電。沃特瑪?shù)牡蜏爻潆姴呗,正是能夠根?jù)不同低溫情況,動(dòng)態(tài)調(diào)整不同充電電流,以保證電池電壓維持在充電截止電壓下邊界附近充電,解決了磷酸鐵鋰電池?zé)o法在低溫下充電的技術(shù)難題。據(jù)了解,沃特瑪?shù)牡蜏仉姵匾呀?jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在-40℃正常放電和-20℃正常充放電循環(huán)。
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文章標(biāo)簽: 磷酸鐵鋰 低溫電池 充放電
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