为什么冬天锂电池行驶续航不给力?
来源:宝鄂实业
2019-03-20 10:18
点击量:次
今年的最强冷空气,陆续“到货”,各种电动产品续航仿佛被“动”住了,RND电动滑板车也不意外出现续航下降的例子,不明真相的消费者可能会怀疑被坑了,才买几个月,续航量就缩水了这么多,RND想喊冤啊!
首先大部分电动式代步工具采用的都是型号为18650的锂电池,其中18表示直径为18mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池。
在锂电池内部所有的锂离子都被保存到正极,而负极则是由石墨(碳)组成。在正负两极之间则包括了电解液和隔膜。而锂电池的放电过程就是锂离子从负极到正极的移动过程,而通过锂电池的放电来为电动车提供运行所需的电能。
而在气温降低的情况下,这个充放电的过程速度会变慢。因此放电的电流变小,电池的容量也就变小了。锂电池的标识工作温度为0-40℃,但实际上在气温低于25℃时,就会出现一定程度的性能降低:电池容量减小、放电速度变慢、电池输出功率变小等。
如图锂电池在25℃可以达到最大容量值,25℃是各类续航里程测试中实验温度。实际上因为锂电池的材料和工艺差异,数据略有不同。网上流传简单粗暴的计算方式:
以25℃为标准,温度每下降1℃,电容量约下降1%。也就是说,在夏天(25~28°)能跑20公里的车子,在冬天5°的条件下,仅考虑电池因素,你最多只能跑15公里了。
气温造成的续航降低是可逆的,气温回升时,车子的续航又会重新恢复。这说明,电子和人一样,冬天都是不想动啊。
冬天长期不使用滑板车,必须定期充电,否则电池过放导致不开机,对电池造成损害,当然,万一出现电池过放不开机,也不用担心,赶快连接原装充电器充电30分钟左右即可正常开机。在充电过程中可能出现指示灯闪烁并发出蜂鸣声,像这样:
采用软包电池的日产Leaf电池组,可以看到其电池模块并不统一,摆放方向也不一致,电池包呈现出来的形态呈现不规则形。
上面是按照电池的形态划分,如果按照电池材料划分的话,电芯有磷酸铁锂、镍钴锰三元锂等不同类型,这里的材料指的是电池的正极材料,负极材料目前主要以石墨为主,硅碳负极因为能够极大拓展电池能量密度因此具有很高的关注度,是目前电池发展方向之一。
拿目前常见的磷酸铁锂电池和三元锂电池对比,两者属于优势互补,一方面磷酸铁锂具有较高的安全性,但是其循环寿命以及能量密度都较差一些。另一方面,三元锂电池具备较高的能量密度、循环寿命以及抗低温衰减能力,但是其安全性相对要低一些,至今我国仍然规定三元锂电池不能应用在大巴等商用车上。
不过也不用担心,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,应用之前都会经过火烧、碰撞、穿刺等安全测试。通过合理的电池管理系统以及温度控制系统,三元锂电池的安全性还是可以得到保障的。
三、电池供应商的崛起
要说新能源汽车发展最大的受益者是谁,那无疑是电池供应商了。在此之前,这些电池供应商的主要客户是消费电子类厂商,相比汽车厂商而言,这些客户的需求量只能算是九牛一毛。目前全球电池供应商主要集中在中日韩美四国,其中松下、三星SDI、LG、AESC、比亚迪、宁德时代等电池供应商年出货量都呈现逐年递增态势。其中宁德时代等电池供应商更是从名不见经传的“小厂”跻身行业领导者。
华晨宝马首款高端纯电动车“之诺1E”的动力电池系统由宁德时代和宝马共同开发,由宁德时代制造,与宝马的合作让宁德时代声名鹊起,随后大众、北汽、上汽等汽车厂商纷纷寻求合作。
面对崛起的电池供应商,大部分汽车厂商都抱以扶持和合作姿态,以谋求共赢。比如特斯拉和松下合作投资在美国建立Gigafactory超级电池工厂、上汽与宁德时代合作共建工厂、比亚迪与国轩高科合作共建工厂等,车企与电池厂商联姻的例子举不胜举。
特斯拉位于内达华州的Gigafactory工厂计划产能是35GWh,这一数字相当于2013年全球电池产量总和,最大产能实现之后电池成本预计可以削减30%。
在合作浪潮中也有不少例外,比如日产便抛售了自己控股的AESC电池公司。日产表示随着电动汽车的普及,电池行业将告别高利润,格局可能面临洗牌。而从整车企业角度来看,开放采购而不是把控一两家电池供应商,技术路线上风险更低,也有利于降低成本。
AESC为日产与日本电器NEC在2009年组建的合资公司,日产持有51%股份,而其余股份为NEC持有。2016年,AESC以1622MWh的出货量,仅次于松下、比亚迪和LG化学,排名全球第四。
有人看得开就有人着急,欧盟在前段时间召开会议商讨电池产业问题,在汽车行业一直强势的欧洲厂商面对新能源发展似乎动作缓慢了些,在电池行业上更是被中日韩美拉开差距,为此欧盟鼓励欧洲地区公司对电池产业进行投资,其中德国大众集团以及奔驰、宝马公司都有创立自己电池工厂的意图,甚至已经采取了相关部署。
去年法兰克福车展期间,大众公布大规模电动车发展计划《Roadmap E》,其中非常重要的一条信息就是大众将投资500亿欧元来发展电动车电池产业。
四、电池回收问题
废旧电池存在高污染性,这一点想必是人尽皆知,随着新能源汽车的增多,将来废旧电池回收问题不得不考虑。回想一下,自己家中的废电池都是怎样处理的,如果我没有猜错的话,百分八十是放在抽屉里当它不存在一样吧。
目前三元锂电池包循环寿命大概在2000次左右,磷酸铁锂电池包表现会相对差一些,但是按照正常使用的话使用年限也在10年左右,对于现阶段来说电池回收可能不是大问题,但两三年后就不得不“还债”了。对于追求利润的车企来说,废电池回收显然是费力不得好,但不得不面对,现阶段还没有特别明确的规定或制度,将来政府、电池生产厂商、车企应该会联合起来应对这一难题