【原】寒冷冬日的電動(dòng)汽車應(yīng)對(duì)之策

辣筆小星 2021-03-06

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正值冬季，很多想買電動(dòng)汽車的朋友總擔(dān)心面對(duì)寒冷的冬天電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航不夠用。甚至擔(dān)心電動(dòng)汽車整個(gè)冬天都不能開空調(diào)，只能夠在車?yán)飪龅蒙l(fā)抖。其實(shí)通過多方面的技術(shù)革新，電動(dòng)汽車的冬季性能已大幅改觀。讓我們一起來看看究竟是哪些技術(shù)幫助電動(dòng)汽車拯救冬日的吧。

電動(dòng)汽車低溫困擾

↑貼上暖寶寶的手機(jī)

先來說說電動(dòng)汽車低溫困擾因何而起？一直以來低溫都是電池的大敵。平常去東北哈爾濱拍雪景冰雕那基本手機(jī)拍照很快就罷工了。一般都必須拿著單反相機(jī)，而且還懷揣著備用電池，貼身靠體溫溫暖著才不至于還沒拍照電就掉完了。很多北方的朋友都恨不得給手機(jī)貼個(gè)暖寶寶才敢把手機(jī)拿出來在室外使用。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池也一樣害怕低溫。這是由電動(dòng)汽車動(dòng)力電池材料特性決定的。

↑電動(dòng)汽車動(dòng)力電池低溫內(nèi)阻增加

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池材料由正極的多元素鋰材料和負(fù)極的石墨材料構(gòu)成，鋰離子在電解液中由電勢(shì)差和電解液濃度差驅(qū)動(dòng)穿過隔膜形成電流。但是鋰離子在低溫下活性降低，就像人在冬天會(huì)犯懶一樣，可以穿過隔膜的鋰離子變少了。表現(xiàn)為低溫下動(dòng)力電池的內(nèi)阻增加，可用電量減少。

高效熱泵熱管理系統(tǒng)能源節(jié)流

↑電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)

是不是給動(dòng)力電池加個(gè)暖寶寶就好了呢？其實(shí)汽車電池還真有暖寶寶，不過它集成在電池組內(nèi)部。在電池的設(shè)計(jì)方面做了諸多的考慮，在電池單元設(shè)計(jì)上，盡可能實(shí)現(xiàn)空間利用最大化，同時(shí)使用液冷方式控制電池溫度。電池模塊周圍包裹著溫度調(diào)節(jié)管路，就像動(dòng)力電池的暖寶寶。智能能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和高效的熱管理系統(tǒng)，使整個(gè)電池組不僅在快充情況下或是在大功率輸出模式下能夠降溫，而且在冬季能夠被快速加熱至合適的工作溫度，提升駕駛性能并延長電池使用壽命。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)制熱模式

電池模塊周圍包裹著溫度調(diào)節(jié)管路連接至熱泵熱管理系統(tǒng)。熱泵熱管理系統(tǒng)可以把熱量從溫度低的地方搬用到溫度高的地方。例如在夏季，熱泵系統(tǒng)并不是把車外的低溫送進(jìn)來，相反的是把車內(nèi)的熱量搬向車外。從而達(dá)到制冷效果。相應(yīng)的，在冬季制熱時(shí)，熱泵系統(tǒng)把車外的熱量送到車內(nèi)。一般在熱泵系統(tǒng)中，1kW的電力可以產(chǎn)生2~3kW的制熱效果。從而在冬季行駛大幅減少能源消耗，在給用戶提供舒適的暖風(fēng)的同時(shí)，幫助電池快速達(dá)到工作溫度。

智能電池管理系統(tǒng)BMS開源拓展冬季可用電量范圍

↑電芯電壓測(cè)量精度與電池可用電量范圍

BMS技術(shù)作為電池組背后的“大腦”，管理著功率輸出、充放電，并在車輛運(yùn)行期間提供精確測(cè)量。更高的電芯電壓測(cè)量精度可拓展電池可用電量范圍。使用相同的電池和精度更高的BMS，可以增加每次充電的汽車行駛里程。這一點(diǎn)在冬季電池電量彌足珍貴時(shí)尤為重要。以亞德諾半導(dǎo)體ADI為例，BMS電池管理系統(tǒng)電池主監(jiān)控IC產(chǎn)品已迭代至第四代。能夠?qū)?/span>12個(gè)甚至更多的電芯通道電壓和溫度進(jìn)行精度優(yōu)于1.2 mV的高精度監(jiān)控。

↑BMS IC 內(nèi)部框圖

電動(dòng)汽車北可能去到漠河經(jīng)歷零下40度的低溫，甚至某些車型還要進(jìn)入北極圈進(jìn)行極限測(cè)試。這對(duì)動(dòng)力電池提出了極高的環(huán)境耐受度要求。

LTC68xx系列使用了實(shí)驗(yàn)室級(jí)的齊納二極管基準(zhǔn)電壓源，這是ADI經(jīng)過30多年不斷完善的技術(shù)。埋入式齊納二極管將結(jié)放置在硅表面下方，遠(yuǎn)離污染物和氧化層的影響。其結(jié)果是齊納二極管具有出色的長期穩(wěn)定性、低噪聲和相對(duì)精確的初始容差。在整個(gè)汽車級(jí)溫度范圍-40°C至+125°C內(nèi)，漂移都小于1 mV。