沃特瑪低溫電池讓電動汽車不怕寒冷

當溫度較低時，電動汽車的電池放置在室外后會失效，低溫下的充電時間會比常溫下更長，車輛行駛時電池的里程也會下降得更快。盡管低溫電池在實驗室里并不是什么新鮮事，但在實際操作中存在許多問題。對于包括特斯拉車主在內的電動汽車車主來說，在冬天打開暖風是奢侈的。

記者近日來到呼和浩特采訪時發現，雖然氣溫為-20℃，但仍能看到許多純電動公交車行駛在路上載客。呼和浩特市第二汽車公司相關負責人告訴記者，呼和浩特市已將原有的燃氣車完全更換為純電動公交車，部分純電動公交車經歷了三個冬天的低溫考驗。電池是純電動汽車的動力源，而低溫是“電池殺手”。這種現象在純電動公交車上更為明顯。磷酸鐵鋰電池是電動公交車中應用最廣泛的電池，磷酸鐵鋰正極的電子導電性相對較差。一方面，在低溫環境中容易產生極化，從而降低電池容量。另一方面，在低溫環境下，其電解質粘度會增加，鋰離子遷移阻抗也會增加，從而導致動力電池性能下降。更重要的是，由于低溫的影響，石墨的鋰嵌入速度降低，容易在負極表面析出金屬鋰，部分金屬鋰容易形成鋰枝晶，影響電池的安全性。“我們使用了碳包覆超細納米級磷酸亞鐵鋰、小顆粒低溫石墨、功能電解質等適應寒冷低溫環境并正常工作的材料體系。”記者隨后前往呼和浩特電動客車電池制造商內蒙古沃特瑪電池有限公司。該公司負責人楊光告訴我們，沃特瑪通過對電池不同優質材料的工藝設計反復篩選、測試和優化，開發出了一種低溫電池，在低溫下具有良好的充放電性能，解決了電動汽車冬季續航里程急劇下降等諸多問題，無法啟動、衰減和安全隱患。該技術已通過天津中電十八所的全部專業測試。Waterma采用的低溫電池技術不僅由于空調加熱和電除霜而增加了能耗，而且與其他季節的主要續航能耗相同。電池續航衰減不高于5%，在低溫環境下可以放電90%以上的常溫容量，從而保持足夠的續航里程。在低溫下，裝有電池的新能源汽車的充電電流往往過低，充電效率普遍降低。電動汽車國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車協會專家組首席專家孫逢春教授曾指出，寒冷的環境是對電池技術的挑戰。實驗表明，220V電池在-25℃時充電僅約40%，充滿電后放電僅約40%。電池在低溫環境下的充放電是一個大問題。在電池系統中，如何控制充電溫度是非常重要的。目前，呼和浩特市19條主要線路共有370輛純電動公交車，平均實際負荷率超過87%。呼和浩特的純電動公交車為什么能在-20℃的低溫下保持如此高的上座率？“除了電池技術的低溫性能設計外，我們還根據實際運行環境調整了充電策略。在低溫段，當溫度在-20℃至10℃之間時，我們使用單體準恒壓充電方法進行充電。”沃特瑪電池研究院院長饒木敏博士，向記者介紹了他們設計的收費方案。首先，根據初始溫度值選擇初始電流，然后每隔指定時間將電流增加特定值，從而穩定地控制最高的電池……

以3.6V的電壓電平充電。當電池電壓大于3.6V時，電流逐漸減小，并且當電壓低于3.6V時保持充電電流。由于電池的內阻在低溫下變得更大，在不可預測的初始給定電流的作用下，電池的端電壓可能會迅速過高，并觸及充電截止電壓，最終導致電池無法充電。Waterma的低溫充電策略可以根據不同的低溫條件動態調整不同的充電電流，以確保電池電壓保持在充電截止電壓的下邊界附近，解決磷酸鐵鋰電池無法在低溫下充電的技術問題。據了解，Waterma的低溫電池已經能夠在-40℃下實現正常放電，在-20℃下實現常規充放電循環。當溫度較低時，電動汽車的電池放置在室外后會失效，低溫下的充電時間會比常溫下更長，車輛行駛時電池的里程也會下降得更快。盡管低溫電池在實驗室里并不是什么新鮮事，但在實際操作中存在許多問題。對于包括特斯拉車主在內的電動汽車車主來說，在冬天打開暖風是奢侈的。

記者近日來到呼和浩特采訪時發現，雖然氣溫為-20℃，但仍能看到許多純電動公交車行駛在路上載客。呼和浩特市第二汽車公司相關負責人告訴記者，呼和浩特市已將原有的燃氣車完全更換為純電動公交車，部分純電動公交車經歷了三個冬天的低溫考驗。電池是純電動汽車的動力源，而低溫是“電池殺手”。這種現象在純電動公交車上更為明顯。磷酸鐵鋰電池是電動公交車中應用最廣泛的電池，磷酸鐵鋰正極的電子導電性相對較差。一方面，在低溫環境中容易產生極化，從而降低電池容量。另一方面，在低溫環境下，其電解質粘度會增加，鋰離子遷移阻抗也會增加，從而導致動力電池性能下降。更重要的是，由于低溫的影響，石墨的鋰嵌入速度降低，容易在負極表面析出金屬鋰，部分金屬鋰容易形成鋰枝晶，影響電池的安全性。“我們使用了碳包覆超細納米級磷酸亞鐵鋰、小顆粒低溫石墨、功能電解質等適應寒冷低溫環境并正常工作的材料體系。”記者隨后前往呼和浩特電動客車電池制造商內蒙古沃特瑪電池有限公司。該公司負責人楊光告訴我們，沃特瑪通過對電池不同優質材料的工藝設計反復篩選、測試和優化，開發出了一種低溫電池，在低溫下具有良好的充放電性能，解決了電動汽車冬季續航里程急劇下降等諸多問題，無法啟動、衰減和安全隱患。該技術已通過天津中電十八所的全部專業測試。Waterma采用的低溫電池技術不僅由于空調加熱和電除霜而增加了能耗，而且與其他季節的主要續航能耗相同。電池續航衰減不高于5%，在低溫環境下可以放電90%以上的常溫容量，從而保持足夠的續航里程。在低溫下，裝有電池的新能源汽車的充電電流往往過低，充電效率普遍降低。電動汽車國家工程實驗室主任、北京市新能源汽車協會專家組首席專家孫逢春教授曾指出，寒冷的環境是對電池技術的挑戰。實驗表明，220V電池在-25℃時充電僅約40%，滿炭后放電僅約40%……

電池在低溫環境下的充電和放電是一個大問題。在電池系統中，如何控制充電溫度是非常重要的。目前，呼和浩特市19條主要線路共有370輛純電動公交車，平均實際負荷率超過87%。呼和浩特的純電動公交車為什么能在-20℃的低溫下保持如此高的上座率？“除了電池技術的低溫性能設計外，我們還根據實際運行環境調整了充電策略。在低溫段，當溫度在-20℃至10℃之間時，我們使用單體準恒壓充電方法進行充電。”沃特瑪電池研究院院長饒木敏博士，向記者介紹了他們設計的收費方案。首先，根據初始溫度值選擇初始電流，然后每隔指定時間將電流增加特定值，從而將最高電池穩定地控制在3.6V的電壓水平下進行充電。當電池電壓大于3.6V時，電流逐漸減小，并且當電壓低于3.6V時保持充電電流。由于電池的內阻在低溫下變得更大，在不可預測的初始給定電流的作用下，電池的端電壓可能會迅速過高，并觸及充電截止電壓，最終導致電池無法充電。Waterma的低溫充電策略可以根據不同的低溫條件動態調整不同的充電電流，以確保電池電壓保持在充電截止電壓的下邊界附近，解決磷酸鐵鋰電池無法在低溫下充電的技術問題。據了解，Waterma的低溫電池已經能夠在-40℃下實現正常放電，在-20℃下實現常規充放電循環。

標簽：北京發現特斯拉

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