电动汽车冬天如何抗冻?北汽蓝谷着手打造电池黑科技

文豪 2020-12-31 14:17:46

连日来,今年首个“霸王级”寒潮席卷了全国各大地区,多地降温、大风、雨雪齐上阵,开启速冻模式。这样的天气让不少新能源车主犯了愁,因为低温环境的影响,新能源汽车掉电速度明显加快,许多车主深陷“续航缩水”“求暖不得”的尴尬局面,裹着羽绒服开车似乎成为了一种标配。不少人直呼:新能源汽车的冬天只能如此吗?


冬季新能源汽车“续航缩水”是行业内一个普遍的难题。业内专家表示,一方面,目前,电动汽车大部分采用的是含锂的三元锂电池、磷酸铁锂电池,由于锂离子自身属性的缘故,在低温环境下其活性会下降,导致电池的净放电率下降。简单地说,就是在低温环境下,并不是电池真的没电了,而是有电却不能正常释放出来。另一方面,冬季用车有大比例的额外电能消耗,如空调热风、座椅加热,寒冷环境车辆行驶阻力变大等,都会造成电动汽车在冬季的能耗升高,续航下降。


告别续航缩水北汽新能源推出两大黑科技


为解决冬季“续航缩水”的问题,各大主机厂也是“八仙过海各显神通”,将方向聚焦在电池加热技术路径上。一种是大多数车企都在采用的PTC加热系统,这种方式类似于给电池装上了“地暖”,结构简单且成本比较低,但是需要消耗电量来供热,同样牺牲了一部分续航。


另一种是以威马为代表的PTC+柴油加温系统,该系统所需的能量消耗主要来自于柴油,这种方法见效更快,在低温环境下更有保障,但是一定程度上违背了电动车节能环保的初心。


第三种方式就是以特斯拉为代表的电机堵转技术,其工作原理是把电机绕组当作加热电阻使用,配合电机产生的废热给电池组加热。但是当温度在-10℃~10℃之间的时候,仍需采用PTC辅助加热。


电动汽车冬天如何抗冻?北汽蓝谷着手打造电池黑科技


而作为国内最早布局新能源汽车研发生产的整车企业,北汽新能源是如何解决冬季电池衰减的问题的?在北汽新能源近日举行的“冬季续航到底去哪里了”的技术沟通会上,北汽新能源工程研究院副院长代康伟向外界介绍了北汽新能源的解决方案。


据了解,为提升加热速率,减少用户等待时间,北汽新能源除了PTC加热方式外,还着手研究两项黑科技——超低温冷启动+全气候电池,全方位着手解决冬季电池性能衰减的问题。


超低温冷启动的原理是利用低温下电芯内阻增大的特性,通过高频大电流脉冲充放电实现快速加热效果。与传统PTC加热方式比,由于电芯内自发热,这项技术温度一致性更好,耗电量也更少。


电动汽车冬天如何抗冻?北汽蓝谷着手打造电池黑科技


全气候电池采用的则是世界领先的加热技术,通过给电芯间镍片通电生热的方式,快速向电芯传热使其升温。今年1月,北汽新能源在黑龙江成功进行了低温测试,电池温度从-18℃到18℃仅用了300秒左右,这一核心关键技术方面处于世界领先水平,为新能源汽车突破严寒禁区奠定坚实的技术基础。这也意味着,未来新能源汽车将无惧零下40℃严寒,并且能够保持与常温状态下几乎相同的续驶里程。


从内而外多重防护将电池打造成移动安全堡垒


电池是一个复杂的工程,不仅要考虑到续航衰减的问题,还要在提高性能的同时保障整个电池系统的安全。中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高认为,“电池安全技术是电池技术革命性突破的第一重点,是纯电动汽车性能升级的第一关键,也是电动汽车可持续发展的生命线。”


围绕电池安全问题,北汽新能源近年来加大技术攻关投入,通过优质电池+电池包成组效率+干湿分离热管理技术的系列解决方案,从内而外多重防护,将电池打造成为固若金汤的移动安全堡垒。


北汽新能源采用的是全球最安全的SK三元锂离子电池,从设计开发、生产制造、集成应用、安全预警等环节都严格控制产品安全,实现最大限度保障用户的用车安全。据了解,世界500强SK集团是全球领先的电池生产商,长期为奔驰、戴姆勒、现代、北汽等多家国内外知名车企配套动力电池,10余年来没有发生过一起电池起火事件,在全球动力电池领域颇有名气。


电动汽车冬天如何抗冻?北汽蓝谷着手打造电池黑科技


在电池外部防护上,“我们通过增加电池系统中部与整车挂载点的方式,实质上是将电池系统和车架更紧密的连接成一个整体。电池系统不再是挂在车身上的一个系统,而是车身刚度、强度的一个支撑部分。”代康伟说,我们还通过电池箱体边框型材形状优化设计,形成了大量吸能区,可以有效吸收碰撞动能,避免内部零部件变形和相对位移,保障系统安全。


在极限场景应用方面,北汽新能源所设计的电池系统各项指标均达到了行业先进水平,具备防水、防尘、防火等技术优势。电池包同时满足IP68和IP69K级别的防尘放水技术标准,可防高压喷水;电池包设计还满足国标和欧标双重标准,内部布置防火结构,设计了多层热蔓延阻断。


另外,在核心温控技术上,北汽新能源还创新性的研发出第4代IBTC电池热管理技术——干湿分离热管理技术,具体而言就是将液冷系统集流管布置在边框型材腔内,额外增加一层密封。即使发生非常严重的碰撞,使液冷系统受损漏液,因为模组和液冷系统分仓设计,又有双层密封,可以避免冷却液泄露引发的绝缘失效问题。另外,集成的液冷系统还可以将系统温差减少50%,40℃以上的高温极限工况下可以控制在6℃以内。换句话说,冷到黑河,热到吐鲁番,北汽新能源的电池系统始终能够保持在电池最佳的工作状态。


多位业内专家指出,北汽新能源是国内最早布局新能源研发生产的整车企业,在纯电动汽车技术与研发方面一直处于行业领先地位,尤其是在突破极寒地区用车的技术方面具有代表性。相信随着电池技术的不断提升,新能源车冬季续航缩水的问题将在很大程度上得到缓解,用户出行体验也将进一步提升。届时,在凛冽的寒风中,新能源汽车也可以实现超长待机。

来源:央广网

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