温度对电池，究竟有什么影响 你知道吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-06 09:20
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生活的经验告诉我们，气温对于电动汽车的续航里程影响极大，大到我们潜意识里面都要将气温和续航里程挂钩。那这个影响到底是怎么来的呢？气温影响的仅仅是电动汽车的续航里程吗？
温度对电动汽车的影响，主要体现在续航的影响和动力性能的影响。
在此基础上，我们再往下细分受温度影响的根因，可以分为对零部件本身性能的影响以及能耗需求变化带来的影响。以下是这个变化关系的全景图：
温度对电池系统的影响
电池，特别是现在大规模使用的锂离子电池，在日常生活中遇到的-30℃到45℃气温范围内有着非常明显的性能变化。这个性能变化，主要分为可用电量的变化以及充放电性能的变化。
可用电量的变化
从上图的曲线中可以看出，常温20℃下以0.5C倍率放电可以持续放约2100s（统一以1V作为截至电压），而低温-20℃下只能放持续约900s。这几个温度点下电池容量统计如下：
从这个表格中可以看出，这款电池在-20℃时的容量，只有常温20℃条件下的43%，这就意味着这辆车的续航只剩下不到一半了！
这只是理论值，因为实际电池使用过程中总是会发热，让自己的温度逐渐上升，最终续航打折没这么夸张，但是打个6或7折还是很正常的。加上电动汽车本来就很捉襟见肘的续航，低温就成了人们讨论电动汽车续航时无法绕开的话题。
充放电性能的变化
温度对电池充放电性能有巨大的影响，低温情况下电池活性下降，充电速度大大下降，充电时间延长；放电性能也会下降，加速无力。温度过高又要防止电池出现安全问题不得不限制电池充放电功率。
电动汽车所用的三元锂离子电池通常的可使用温度区间是-30℃~55℃，但真正能达到最高充放电性能的可能只有窄窄的25℃~45℃这一区间。
低温下电池允许的充电电流非常小，某电池在常温25℃条件下可以反复进行3C充电，也就是20分钟可充满，长期这样快充也可以有1000次以上的循环寿命。然而在-20℃的时候只能进行0.06C充电，也就是16个小时以上才能充满，超过这个充电倍率还有可能会导致【电池析锂】，析锂导致的内短路有很大的起火风险，是电池安全需要重点考虑的问题之一。
与此同时，析锂会导致电池循环寿命急剧衰减到几十次，也就是一万公里左右电池就可能出现问题需要更换。
可刺破隔膜造成短路的锂枝晶
事实上，很多电动汽车由于担心低温充电对电池的损害以及安全风险，在温度低于0℃时并不允许充电。
为了实现在气温低于0℃条件下还允许客户充电，绝大多数电动汽车都配备了电池加热功能。在车主插入充电枪时首先给电池加热，让电池温度高于0℃再开始充电。
高温也是锂电池的杀手，长期工作在45℃以上的高温环境中会使得电池容量快速衰减，其循环寿命是常温下的1/2左右。
高温下电池容量急剧衰减
此外，高温还会带来安全问题。
目前大多数电池管理系统都会控制电池温度不要超过60℃，这是因为电池内部很多材料及活性物质在高温下容易分解，一旦分解后就会加速反应，基本上就会演变为起火，无法挽回，也就是我们常说的“热失控”。
为了维持电池温度不会过高，只有两种办法：限制充放电电流以及强制冷却。限制充放电电流会使得用户体验下降，而强制冷却一般要通过空调或其他部件实现，造成能耗增加，续航里程下降。
温度对空调系统的影响
我们首先从电动汽车的架构说起，电动汽车主要有储能/驱动/充电三大部件，也就是我们常说的“三电”系统。除此之外电动汽车还有一个分布在各处的【热管理系统】，充当着后勤保障的角色。
传统燃油车：空调系统比较单纯，就是给乘员舱调节温度的，车上只有人对于温度非常敏感，专心伺候好人就可以。而且空调结构也比较简单，发动机可以驱动空调压缩机制冷，整个空调功率约1.5kW。乘员舱想要热风直接从发动机舱取暖就行，反正发动机那么多热量，不用白不用，制暖时空调几乎不用消耗额外功率。
电动汽车：情况完全不同。除了要伺候人之外又要伺候电池，都是对温度极其敏感的“贵族”。而电池巨大的体积和重量（300~500kg）使得电池不论是加热和冷却过程都特别慢。
最要命的是，低温的时候电池也要加热，但电动汽车没有了燃油车发动机这样一个暖宝宝了，电机本身效率又高，也没有多余的费热。
为此，电动汽车上会增加【电加热片】，简单直接。电在电阻上转换为热做工，加热功率5kW就消耗5kW的电。即便是这样，想要在-20℃条件下把电池加热到允许充电的0℃以上也需要将近1个小时的时间。这样一段加热消耗的能量是5kWh，换算到续航里程也有接近30km了。
典型电动汽车空调系统（含制冷和加热）
低温下如果不充电是不是就不需要加热呢？当然不是。之前我们说过，低温下电池的放电性能也会急剧下降，-20℃下电池允许输出的功率低得令人发指，常温下0-100km/h可以跑进5s的“超跑”在-20℃条件下可能会变成10s以上的“老头乐”，这样的反差是很多用户无法接受的，所以即使不充电也还是需要给电池加热。这也会带来续航能力的损失。
从以上的分析我们可以看出，温度对电动汽车的影响是全方面的。
温度发生变化时电动汽车的续航，驾驶感受，充电时间都有极大的变化。这样的影响是电动汽车自身结构决定的，目前也有越来越多高效的创新技术应用于电动汽车，逐步减轻温度对电动汽车的影响。
