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這能解決電動車冬季續(xù)航問題嗎?動力電池快速溫升的新方法

發(fā)布時間:2021-12-25 來源:是德科技KEYSIGHT 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】冬天又到了!北京去年的幾場嚴(yán)寒,讓眾多電動車主苦不堪言。每當(dāng)寒潮來臨,車輛續(xù)航里程斷崖式下降。有的網(wǎng)友甚至調(diào)侃,每天開著“電動爹”上班,稍有伺候不周,脾氣說來就來。


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寒冷天氣下,影響續(xù)航的首要原因,就是電池的活性下降。當(dāng)然車內(nèi)的加熱器的耗電量也不小,但影響比較有限,即使1KW功率的加熱,一小時用電不過1KWH。對于數(shù)十KWH蓄電能力的電池,這不算太過。

電池活性的下降,集中表現(xiàn)在電池內(nèi)阻急劇升高。動力電池的電壓通常幾百伏,由數(shù)百個鋰電池或電池組串并聯(lián)而成,電池內(nèi)阻不可小覷。下面這種列表,就是一款典型的鋰電池內(nèi)阻隨溫度和電量的變化。從中可以看出,從常溫25℃和低溫-20℃,即使100%滿格電池,其內(nèi)阻相差12倍之多!


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相信有些北方的工程師朋友,在天寒地凍的冬天,有時手機(jī)溫度很低,如果用來拍照或打電話,電池可能很快就低電壓報警;但揣在胸口溫暖一下,又顯示能量滿滿。


電池內(nèi)阻高,為什么會嚴(yán)重影響續(xù)航里程呢?


最簡單的回答,就是電池在欠壓報警時,實際還有不少剩余電量,也就是電池有電,但放不出來。內(nèi)阻越高,剩余電量越多。我們來看下面這個實例。


我們用是德科技一臺APS電源配合BV9210電池模擬軟件,來模擬動力電池;用另外一臺APS電源模擬動態(tài)負(fù)載。軟件界面實時顯示電池全面信息:


? 電池電量SOC為30.6%

? 內(nèi)阻Ri = 81mΩ

? 開路電壓Voc =44.98V

? 電流I =13.39A

? 端電壓Vt =43.89V。


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藍(lán)線:端電壓Vt  

黃線:負(fù)載電流  


模擬的電池模型,是通過APS對電池的測試,直接提取出來的。就特定的電池而言,電量Soc和電池開路電壓Voc一一對應(yīng)。而當(dāng)電池給外部電路供電時,由于電池內(nèi)阻Ri,端電壓Vt不但隨電量Soc變化,還隨負(fù)載電流變化。如果內(nèi)阻過大,就會導(dǎo)致電池在釋放大電流的時候,端電壓嚴(yán)重下降,電池過早出現(xiàn)低電壓報警,即使此時電池還有不少的剩余電量。在這個實例中,電池中還有30.6%的電量,電池已經(jīng)進(jìn)入欠壓保護(hù)了


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因此,如何為動力電池保溫,或者快速升溫,成為眾多電池或車企的競技場,方法也層出不窮。有點廠家甚至安裝了柴油加熱器!但面對高寒環(huán)境,柴油搞不好也會凍成冰碴子!


目前,一些領(lǐng)先的電池廠家已經(jīng)開始研究給動力電池注入高頻、大電流,以幫助電池迅速升溫。例如下表所示,給電芯注入500A,2000Hz的電流,可實現(xiàn)3℃/分鐘的溫升速率。


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然而,由于動力電池自身是等效為高達(dá)106 Fa的超級電容,注入電流幅度高達(dá)1000A,頻率2000Hz的電流談何容易?特別是在研發(fā)和驗證過程中,如何找到這樣的程控電源?


這次還是我們的APS電源登場,單機(jī)最大電流±800A,最高電壓2000V,并機(jī)功率600KW,憑借優(yōu)異的性能幾乎理想的輸出阻抗,成功的解決了上述難題。


觀看視頻,見證神奇時刻:


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來源:是德科技KEYSIGHT



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