低溫電池預加熱與快充需求的平衡,其實就是在溫度、快速充電、安全、電池壽命和能效這五個相互制約的目標中尋找動態(tài)最優(yōu)解。
冬天開電動車,最鬧心的就是充電了,許多人因為網(wǎng)絡上流傳一句話:“低溫快充傷電池”就不敢使勁充。
這其中的核心矛盾點就一個,那就是電池怕冷,得先預熱才能好好快充,但預熱又要耗電、費時間。舉個例子,這就像冬天起床,得先暖被窩才舒服,可暖被窩又要多花幾分鐘,怎么平衡才不糾結(jié)?今天就用大白話把這事說透。
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我們先搞懂上一個問題,電池為啥冬天“充不動?低溫快充為什么傷電池?”
咱們可以把電池里的鋰離子想象成一位貧困國家的打工人,他的職業(yè)是搬運工,工作內(nèi)容是負責把貨物從正極搬到負極。天冷的時候,搬運工身體凍僵,走得慢還容易滑倒,前面人滑倒后要么擠在半路不動,要么貨物沒搬進電池電極掉在路上摔壞了。
摔壞的貨物就會直接堆在外面,像很多玻璃渣一樣,可以叫它們‘鋰枝晶’(見下圖)。這些鋒利的玻璃渣不僅會讓充電變慢,還可能戳破電池里的隔離膜,引發(fā)安全風險。
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所以低溫下快充的前提是:先把給他們一件自動發(fā)熱的高科技大棉襖,也就是電池預加熱。但預熱不是越久越好、溫度越高越好,關鍵在恰到好處。
一、核心點,找對平衡點,不浪費也不損傷
電池就像人,有最舒服的工作溫度,并非越熱越好,15-30℃是理想工作區(qū)間。低于這個溫度,充電慢還傷電池;高到 40℃及以上,即便充電速度加快,也會加速電池老化,相當于 “透支壽命換速度”。
作為電池加熱膜行業(yè)頭部企業(yè),寶益科技憑借28項國家發(fā)明專利核心技術(shù),用寶益 PI 加熱膜給出了電池溫度管理的最優(yōu)解。這款專為低溫極寒環(huán)境研發(fā)的產(chǎn)品,以 0.15-0.35mm 的超薄柔性設計貼合電池模組,能精準把控加熱節(jié)奏,讓電池穩(wěn)定處在最佳溫區(qū)。
舉個直觀例子:-10℃極寒環(huán)境下,不借助專業(yè)加熱設備直接快充,1 小時可能僅充進 30% 的電;而搭載寶益 PI 加熱膜后,其高效熱傳導性能可快速將電池預熱至 20℃,40 分鐘就能充到 60%,既解決了低溫充電慢的痛點,又避免了電池損傷。
那如果硬要預熱到 35℃及以上呢?這會多耗 10% 及以上電量,充電速度卻沒明顯提升,純屬浪費。寶益 PI 加熱膜的智能控溫優(yōu)勢正體現(xiàn)于此,它能按需輸出熱量,避免過度加熱造成的能耗浪費,同時憑借防水絕緣、抗壓耐候的優(yōu)異性能,在 - 40℃極寒環(huán)境下也能穩(wěn)定工作,為新能源電池、汽車等領域提供可靠熱管理保障。
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二、不用糾結(jié)的平衡技巧,按電量和場景選方式
以我自己以前的通勤小電車為例分享一下經(jīng)驗,預熱要耗電(大概占電池總電量的5%-8%,相當于少跑5-8公里),所以要不要預熱、預熱多久,還得看電池剩余電量和充電場景。
①首先是日常通勤充電,如果氣溫低于0℃,插槍后先等5-8分鐘預熱,再開快充。雖然多花了點時間,但充電速度能快40%,而且不會傷電池。要是氣溫在5℃以上,直接快充就行,沒必要浪費電預熱。
②然后是長途補能,長途最怕耽誤時間,如果是滿電出發(fā),到達規(guī)劃的充電站后可以直接快充了,因為車輛在行駛過程中,電池會自己發(fā)熱,這時候可以直接充電而不用繼續(xù)加熱了。
③最后是極寒天氣的充電情況了,這種情況別著急快充,按三步來:先讓充電槍頭預熱1-2分鐘(避免接口凍住接觸不良),再讓車輛用小電流慢慢預熱電池到10℃,最后再逐步提升快充功率。初期功率別太高,等溫度穩(wěn)定了再提速,不然容易傷電池。
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三、不同電池車型:預熱要求不一樣
新能源電動車常用兩種電池:三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,它們的“怕冷程度”差別很大,預熱策略也得調(diào)整:
三元鋰電池,相對耐冷,預熱不用等太久;
磷酸鐵鋰電池,特別怕冷,有概率要預熱到一定溫度才能快充,不然充得慢還傷電池。
不過別擔心,寶益科技擁有加熱膜材料核心技術(shù)和定制化應用解決方案,從動力電池保暖到座艙精準制熱,技術(shù)創(chuàng)新方面,寶益科技攻克極端溫域適配難題,能實現(xiàn)-40°C極寒穩(wěn)定適配,柔性貼合各類電池模組。
簡單說:磷酸鐵鋰車主冬天充電較慢;三元鋰車主可以稍微縮短預熱時間,省點電。
但是從物理角度來說,理論上磷酸鐵鋰電池會比三元鋰電池更加安全,但是它們的電壓曲線也不同,磷酸鐵鋰相對于三元鋰電池來說更為平緩,電量預測會不那么精確,這個就要看各位如何取舍了。
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四、科技的發(fā)展讓我們不用再糾結(jié)
看到這里是不是大家覺得電車充個電怎么這么麻煩?其實上述這些充電情況,已經(jīng)是過去式了,現(xiàn)在的電動車都有BMS電池熱管理系統(tǒng),會自動調(diào)節(jié)預熱和充電功率,咱們不用再像新能源熱管理還未成熟的前期時,進行太復雜的操作。只要記住別瞎折騰自己的車,就能既享受快充的方便,又保護好電池壽命啦。
而且現(xiàn)在有關于新能源電動汽車的熱管理高新技術(shù)蓬勃發(fā)展。寶益科技作為深耕新能源動力電池加熱膜賽道14余載的高新技術(shù)企業(yè),已擁有80余項核心專利技術(shù),是新能源電池加熱膜行業(yè)頭部企業(yè)。
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(部分圖片來源網(wǎng)絡,感謝原作者)
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