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  • 1 # 天上掉餡餅一定是陷井

    溫度對電池效能的影響

    溫度是電動汽車動力電源系統中控制的最主要的引數之一,也是影響電池效能的最主要的引數,在電池的所有檢測制度中,必須註明溫度,原因就是溫度對電池效能影響比較大,包括電池的內阻、充電效能、放電效能、...

    溫度是電動汽車動力電源系統中控制的最主要的引數之一,也是影響電池效能的最主要的引數,在電池的所有檢測制度中,必須註明溫度,原因就是溫度對電池效能影響比較大,包括電池的內阻、充電效能、放電效能、安全性、壽命等。

    溫度對放電效能的影響

      溫度對放電效能的影響直接反應到放電容量和放電電壓上。溫度降低,電池內阻加大,電化學反應速度放慢,極化內阻迅速增加,電池放電容量和放電平臺下降,影響電池功率和能量的輸出。

      以80A·h的鎳氫電池放電為例,常溫下將電動汽車電池充滿電,在不同溫度下以1C電流放電,容量與溫度的關係如圖5-1所示。在一20℃,放電容量比較低,在20℃時,放電容量最大,再隨著溫度升高,放電容量降低,但中高溫的放電容量明顯比低溫時放電容量大,說明中高溫放電效能強於低溫放電效能。這是因為溫度高,有利於合金中氫原子的擴散,提高了合金動力學效能,同時電解液KOH的導電率隨溫度升高而增加,在高溫下電解質導電率大,電流遷移能力強,遷移內阻減小,電流充放電效能增強。

    溫度對過電勢的影響較為顯著,溫度越高,過電勢越小,電極反應越容易進行。這是因為電極放電反應過電勢由兩個因素決定:①合金與電解液接觸面上的電荷轉移阻力;②氫原子從合金本體到表面的擴散阻力。溫度升高使氫原子擴散和電荷轉移速度加快,促進電極反應的進行,反應過電勢減小,因而電池的放電容量升高,同樣,在高溫情況下,電池的放電功率能力也會有所上升。而在低溫(一20℃)條件下,電池的放電效能差於室溫時的放電效能,主要是金屬氫化物低溫下過於穩定、電化學反應阻抗加大引起的。同時,低溫情況下,電池的歐姆內阻也增大,影響電池放電功率的輸出。

      對於鋰離子電池,同樣低溫條件下放電容量急劇下降,但在高溫情況下放電容量並不比常溫低,有時還會略高於常溫容量,主要是高溫情況下鋰離子遷移速度加快,鋰電極不像鎳電極和和貯氫電極那樣在高溫情況下產生分解或形成氫氣使容量下降。電池模組低溫放電時,隨著放電的進行,由於電阻等原因產生熱量,使電池溫度升高,表現為電壓有抬升現象,隨著放電的進行,電壓再逐漸下降。如圖5-1磷酸鐵鋰鋰離子電池的放電曲線所示。

      圖5—2為Ni/MH電池在不同溫度下的內阻和放電能量曲線。

      從圖中可以看到,在所測溫度範圍內,低溫條件下電池內阻較高,隨著溫度的升高內阻越來越低。在低溫一20℃的條件下,電池直流內阻甚至為常溫25℃時的3倍,為高溫55℃條件下的4倍。而放電能量的變化情況基本上與內阻的變化趨勢相反。

      圖5-3是鎳氫電池和磷酸鐵鋰電池在不同溫度下的放電效率實驗。當溫度超過50℃時,鎳氫電池充電效率和電池壽命都會大大衰減,在低溫狀態下,電池的放電能力也比正常溫度小得多。在溫度高於40℃或者溫度低於0℃時,電池的放電效率顯著降低。而磷酸鐵鋰鋰離子電池在低溫情況下,放電效率會迅速下降,高溫情況下與常溫比較無明顯差別。

      溫度的補償公式一般按公式(3-35)來進行。對於常用的電動汽車鉛酸蓄電池,補償係數通常取0.007/℃,即溫度每下降1℃容量下降0.7%左右,Ni/MH電池一般取0.0034,但在高溫情況下,自放電等比較嚴重,放電容量表現同樣為下降,不能按此公式補償。鋰離子電池一般取0.25%-0.3%,高溫時可以按此公式進行補償,低溫時由於影響因素比較多,不能按此公式或係數進行補償。

      低溫啟動效能是電動汽車電源系統目前存在的主要問題之一。目前還沒有任何一種動力電池能夠達到車輛的啟動要求(主要是混合電動汽車),這是目前電池研究者的主要內容之一。

  • 2 # 喜雀在枝頭

    大家都知道的一個常識是電瓶的蓄電量受低溫影響很大,而純粹以電瓶蓄電為動力的車在低溫的情況下受到的影響就更大了,東北新疆等嚴寒地區更嚴重。

  • 3 # 遠行的車

    影響主要有兩個方面:

    一是低溫對電池效能的影響

    目前大部分EV車型使用的都是三元鋰電池,當溫度較低時,電池活性受到影響,充放電效能將下降,這和冬天裡我們使用手機、相機的情況類似,一般使用者能感知到的就是續航里程下降,衝電時間變長,行車過程功率被限制(被限制最高車速)。

    二是低溫下額外的用電負荷

    額外的用電負荷主要是空調系統和電池加熱系統。

    1、空調系統就不用贅述了,EV車型空調都是電加熱,不管是採用哪種具體的加熱方案(電加熱方式有兩種:一種是透過加熱冷卻液,再經過迴圈為暖水箱提供熱量,另一種是直接加熱經過蒸發箱的空氣實現暖風),消耗的都是電池儲存的電能,所以必然會導致續航里程的減少;

    2、電池加熱系統的能量損耗:為了保證車輛在低溫下的正常使用,保證電池的效能,在低溫條件下,會啟動電池加熱系統。主要是在冷啟動前期對電池加熱,讓電池快速升溫至理想的工作溫度範圍(升溫後可以依靠電池工作本身的發熱維持後續保溫)

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