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高海拔高寒環境對電動汽車充電到底影響有多大

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年06月04日  

  純電動汽車型的發展歷史雖然悠久,但在私人消費領域依然是新興事物,隨著技術的不斷發展,尤其是動力電池方面技術的快速成長,新車型的續航能力在不斷增長同時售價也更加親民。不過截至近日,續航過短的問題依舊是限制純電動車型普及的根本因素之一,2014年主流純電動汽車的續航里程是150km左右,2015年主流純電動車續航上升到200km左右,2016年也就是今年250km則是主流純電動車續航的一道門檻。


  盡管純電動車型的續航能力在穩步增長,但是250km左右的續航能力依舊不能讓電動車擺脫對充電樁的依賴,純電動車型的出行范圍依舊是以充電樁為中心輻射,或是以充電樁為轉跳點。目前普遍的快充速度為1小時充滿80%,慢充速度為8小時左右。


  目前國內的純電動車主充電主要有兩種方式,一種是私人家用充電,另一種就是選擇公用充電網絡。首先家用充電樁,北京可以說是純電動車型最大的市場,又有政策支持即使建設私人充電樁的阻力仍然很大,按照此前相關部門規定如購買純電動車型需要提供私人車位或是長期租用車位,并且符合建樁條件后才能購車。不過在實際過程中,同樣屬于稀缺資源的個人車位并不是所有車主都可以擁有的。


  從目前的情況來看,純電動車型受限于續航問題,充電穩定性、充電速率、充電兼容性就是檢驗一輛車型好壞的根本因素之一。市場上電動汽車動力電池以三元鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰材料為主,受氣溫影響電池活性會隨著氣溫的降低而降低,從而會影響電池正常充放電。參加環青海湖拉力賽對車輛續航性能是一個考驗,對于更加依靠自身性能的充電問題也是一個不小的考驗。


  參與環青海湖挑戰賽的車輛包括北汽新能源EU260、北汽新能源EX200、眾泰E200、啟辰晨風、比亞迪戴姆勒-騰勢、江淮iEV6S,按照首字母排序方式一次介紹車輛在高寒、高海拔地區充電性能。


  首先北汽EU260采用的三元鋰電池組,電芯供應商為ATL,其電池容量為41.4kWh,綜合續航里程為260km。其使用三元鋰電池的能量密度是目前所有動力電池類型中最大的,電池活性也是最為突出的,換句話說同樣重量的三元鋰電池要比其他動力電池續航里程更長。


  雖然性能出眾三元鋰電池也有自身的短板,其實它最大的優點是電池活性高,缺點也是活性太高不太穩定。同時其化學成份受溫度影響也有為突出,在250-350℃時,內部化學成分就開始分解,所以使用三元鋰電池作為動力電池就對車輛的BMS管理系統提出了很高的標準,目前管理系統最為出眾的代表就是特斯拉。


  北汽EU260的充電速度可以達到118.04A,北汽EU260繼承了北汽新能源一貫的充電穩定性,尤其是北汽EU260增加了低溫充電預熱功能,在低溫充電時低于零下5度,車輛在充電時會先對電池預熱,讓電池溫度提升從而提升電池活性,這樣做的好處有是充電速度更快更穩定,行駛續航也會更加穩定衰減更少對電池的耐久度也會有著一定的保護。


  同時先進的北汽BMS系統不僅能夠提升充電效率,也可以有效降低電池衰減效率,在每次充電時末段BMS會對每一塊電池進行平衡充電,同時在車輛電量耗盡之前會自動降低車速提示,并且余留5%電量避免滿充滿放損壞電池。


  北汽EX200搭載電池為三元鋰電池,容量為30.4kWh,綜合工況續航200公里,與北汽EV200相同。其實用的SmartCell系統動態監控每一個電池單體的溫度、電壓、電流的檢測,保證電池發揮出最優秀的充電性能,在常溫下的快速充電可達到最好的效果,快充模式下只需30分鐘就可以充至80%的電量,即可保證160公里的續航里程;在慢充模式下只需4-5個小時即可充滿。


  北汽EX200的充電速度達到了106.35A,盡管EX200不具備低溫余熱功能,但先進BMS系統與北汽EU260相同,其電機部分采用主動式液冷,而電池部分采用的是風冷方式也就是說北汽的BMS系統對電池的檢查與控制十分到位。


  江淮新能源從iEV5開始采用與特斯拉相同的動力電池類型,控制策略也更加相似。受限于價格因素iEV5采用的是天津力神生產的三元鋰電池,但今年上市的江淮iEV6S為了提升能量密度比,改為采用三星SDI提供的電池組。


  在充電方面江淮iEV6S一共有5種充電模式,在普通充電模式下,江淮iEV6S的電池電量為28.5kWh。


  在長程充電模式下,電池電量會上升到33kWh,相對的長程充電雖然可以獲得更多續航里程,但會對電池壽命產生一些影響。


  不過自從上市以來,江淮iEV系列車型的充電問題就一直沒有很好的解決,首先是充電協議不匹配,其次就是充電速度一直處于落后水平。在測試中,江淮iEV6S的充電速度僅為44.7A,僅為大多數車型的一半,但其最大的問題仍然是低溫充電性能,此前江淮iEV5在冬季快充6~20A這樣的速度還不及啟辰晨風的慢充速度,在公眾快充樁很容易造成充電排隊擠壓現象。


  從啟辰官方獲悉的資料來看,啟辰晨風動力電池采用的是錳酸鋰材質,電池組件采用風冷散熱模式。與北汽新能源技術路線相同,啟辰晨風的電動機、控制系統采用水冷散熱,電池組件采用風冷散熱。啟辰晨風最大輸出功率109PS,單次充電下的續航里程可達到175km左右,完全能滿足城市日常通勤。在快充模式下,啟辰晨風只需充電5分鐘便能持續行駛60公里,30分鐘可充電80%,在慢充模式下,4小時即可充滿是目前國內市場慢充性能最為出眾的。


  啟辰晨風的實測充電為109.8A,啟辰晨風是目前國內少有的合資純電動車型之一,在動力與管理系統方面與日產聆風完全相同,擁有完備的電池管理模塊,可以實時監測電池溫度,在極端情況發生時及時限制或切斷電流,降低安全風險。先進的BMS電池管理系統可以讓電池組的壽命在十年以上,并且可以承受每天一次快速充電和一次慢速充電的使用頻率。單個電池組出現故障后,不會對車輛性能產生太過明顯的影響。用戶可通過更換單個故障電池單元來排除隱患。


  DENZA騰勢是比亞迪與奔馳共通合作的結晶,在電池與管理系統方面技術均是出自比亞迪方面,由于續航方面成績的出眾一般用戶基本上大多會選擇快充模式。DENZA騰勢搭載了一套容量為47.5kWh的電池組,電動機功率117馬力,最大扭矩290牛·米,官方標稱60公里/小時等速續航里程,也就是最大續航里程300公里,綜合續航里程253公里。


  DENZA騰勢的實測充電為109.8A,動力電池方面采用的是磷酸鐵鋰電池,其特點安全性高、壽命長、穩定承受能力高、成本低,缺點是能量密度低與低溫性能差。DENZA騰勢正式由于磷酸鐵鋰電池是耐溫性能最好的一種,因此電池組并沒有采用主動式液冷方式,采用風冷完全可以達到要求。DENZA騰勢作為德系車型,安全是融入血液中的尤其是電池安全方面,DENZA騰勢的電池系統在收到極端情況時,電池單體可以單獨釋放壓力并不是整體泄壓。同時,DENZA騰勢的BMS檢測系統采用分區檢測,對電池單體的檢測更為精準,同時電池內部減少了大量檢測線路,整體重量也會有所降低。


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