#EXO[超话]#
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#冬季续航减半是电动汽车的宿命吗#
【低温是如何折磨锂电池的】
如下图,是锂离子电池的基本原理,只需要记住以下3点就可以了:
正极才是锂离子的家:【图1】
当所有锂离子均到达正极,回到家时,它们就不再想动了。也就是,没电可放了。
强迫锂离子背井离乡,就是充电:【图2】
为了避免成为死肥宅,人们就要“充电”。正负极通电之后,在各种电场力、扩散力、电化学力的作用下,锂离子们背井离乡,离开正极的家,穿越电解液,来到负极暂居下来。也就是,充满电了。
思乡心切,期待放电:【图3】
锂离子思乡心切,一旦有机会飞奔回正极,回家的过程中伴随着巨大的能量释放,驱动车辆前行。
那么,低温下的锂电池,发生了哪些变化呢?
-容量损失:
锂离子 “冻住,不许动”。负极的锂离子本来思乡心切,但低温下部分锂离子失去活性(图中黄色圆圈),不愿意出门了。打个比方,本来你在银行有100万元,惹上官司后银行冻结了20万元,这部分就不能使用了。若能证明清白(温度恢复),冻结的20万元还能恢复(电量也能恢复),不会凭空消失。
-放电损失:
电解液固化,“归家异途”凶险。温度正常时,锂离子可以顺利地穿过电解液。低温时,电解液变得“粘稠”,甚至“结冰”,锂离子的归家异途就变得凶险了,要费不少力气才能穿过去。具体表现就是内阻增大(如图5种不同状态的电芯,在0度以下的时候内阻都显著增大)本来一度电能跑5公里的,现在只能跑4公里了。
打个比方,这相当于增加了“能量税”,好好的10万元,只买到了8万元的货品;一旦花了出去,再恢复正常温度,这部分损失的能量也回不来了。
低温下锂离子的“归家异途”【图4】
3种不同状态的电芯,在0度以下内阻显著增加【图5】
-充电衰减:
直观地理解,负极材料的晶格就像蜂巢一样,锂离子来了之后可以“嵌入”进去,英文叫intercalation。在低温下,晶格就收缩了,锂离子“嵌入”变得困难。所以电池管理系统就自觉地降低充电速度,这就会导致第二天早上也充不满,本来就堪忧的续航,雪上加霜。
有人说,如果我让BMS在低温下强行加大电流呢,就不能把锂离子给强行挤进晶格吗?
答案是,可以是可以,但晶格有可能就“挤破”了,这会造成电池容量的永久性损耗。所以兄弟,心急吃不了热豆腐,霸王硬上弓是不可取的。【图6】
可以看出来,低温对锂离子电池的伤害是全方位的:
一来充电不满,二来放电不顺,三来制暖又非常耗电。这一多管齐下,开流节源,电动汽车冬季续航减半也绝不是很夸张的说法了。
#微博新知博主##车圈新星驾到#
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