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技术逐步提升 动力电池越来越不怕冷

导读: 深圳、南京等南方城市推广规模较大,而北方地区特别是东北高寒地区推广力度仍然较小。动力电池在低温环境下难以正常放电,达不到实际工况需求是影响新能源客车在北方寒冷地区推广的一个难题。

截至2016年年底,我国新能源公交车的总量已超过16万辆。受环境影响,新能源客车推广虽如火如荼,但仍呈现出“南热北冷”的区域性特点,深圳、南京等南方城市推广规模较大,而北方地区特别是东北高寒地区推广力度仍然较小。动力电池在低温环境下难以正常放电,达不到实际工况需求是影响新能源客车在北方寒冷地区推广的一个难题。

在刚刚告别的这个冬天里,北方的新能源公交车表现已比前几年有所进步,不少车企和动力电池企业都拿出新技术、新办法,帮助电池尽量不“怕冷”,这是记者近日走访北京、东北、河北、山东等地了解到的新情况。

新能源车过冬仍然有点难

记者了解到,在河北崇礼,有一批用于通勤班车的车辆就在刚过去的这个冬天停驶了。据知情人士透露,平时满电能跑百八十公里的车辆,冬天只能跑五六十公里,续航里程大幅“缩水”,目前已经“趴窝”在家无法上路。

这样的情况并不少见。从不同地区走访中不难发现,电池在冬季衰减、充电时间过长仍是目前存在的普遍现象,记者就有过亲身体会。2016年年初,北京的极寒天气达到零下17摄氏度。某次采访中,记者乘坐的新能源接驳车就出现掉电快的问题,由于车上未装单独取暖系统,司机行驶过程中不敢耗电开空调,结果大家都被冻得双脚没了知觉。

“车辆的充电时间和环境温度有很大关系。”河北张家口通泰运输集团全资子公司张家口京西公共交通有限公司总经理白岩说。以张家口坝上地区沽源为例,冬季最寒冷的时候可达零下30摄氏度,新能源车4个小时才能充满电,而夏季只需要3个小时。据他测算,冬天和夏天每辆车每公里的用电成本要相差0.12—0.19元。

类似情况在山东青岛也有发生。青岛真情巴士副总经理王贤君告诉记者,温度在零下时,动力电池的放电效率为春秋季节的70%,电池预热、车厢内开启空调等均会影响续驶里程。换电及慢充式新能源客车的主电机、控制器、驱动机等故障也频繁发生,而慢充快补式新能源客车自去年4月上线运营至今,未出现异常情况。为此,青岛真情巴士在冬季会增加备用车辆来满足运营需求。

除此之外,一些公交企业还建设车库暖棚,或采取简易措施如用棉被、棉垫遮挡等方式对充电桩进行保温。

这些也正是北方一些公交公司所担心的问题。曾有企业负责人向记者表示,纯电动客车仍是新鲜事物,能否经受住多年的低温挑战、满足当地的运营要求还不是定数。沈阳客运集团公司副总经理周宇航表示:“考虑到纯电动客车在北方使用情况仍不是很好,我们使用的是混合动力客车。目前使用情况还不错,就是有的品牌车辆小故障挺多,倒没什么大毛病。”

不过,在东北地区的铁岭市公共汽车公司,去年年初投放的新能源车还未发生任何问题。据总经理朴胜日介绍,这批车辆经受住了低温天气考验,采用无车库室外充电,没有出现充电时间过长的问题。

让电池始终工作在“春天”

究其根本,冬天新能源客车续航里程大幅下降,与动力电池技术密不可分。据业内人士透露,电池难以在低温条件下保持良好的运行状态,这仍然是新能源客车技术难点。即使是国内较为顶尖品牌的纯电动客车,在极端天气下,也很难保证冬季的续驶里程与春秋季节一样。

一方面,低温条件下性能“缩水”现象是由电池特性决定的;另一方面,如何有效地使电池长期处于较为稳定的工况条件下,是客车企业、动力电池企业研发的关键点。据记者了解,目前,国内主流客车企业已经普遍对电池热管理技术进行了改进。

前不久,安凯客车交付哈尔滨禹圣客运有限公司的纯电动公交车,就搭载了国轩高科最新研发的新型低温动力电池,配备了安凯创新研发的动力电池恒温控制系统。

据安凯新能源客车研究所所长陈顺东介绍,在零下40摄氏度的低温下,即使整车长时间户外放置,恒温控制系统也能使电池始终保持常温时的性能,使锂电池始终处于25—40摄氏度的最佳工作温度,有效预防电池在低温环境下衰竭等意外情况。“有了这个恒温舱,无论寒暑,电池始终工作在春天。”陈顺东说。

除了增加保温箱,对电池进行加热也是目前主流企业通用方法之一。“由于传统的磷酸铁锂导电性比较差,会影响快充的发热。”宁德时代新能源科技股份有限公司(简称CATL)技术部快充专家王升威表示,CATL当前研发的快充产品搭载自主研发的热管理系统,可以充分识别固定化学体系在不同温度和SOC(荷电状态)下的“健康充电区间”,极大拓宽锂电池的运营温度。当电池处于北方寒冷的冬天时,水热系统在低温下为电芯加热,待电芯温度达到要求,即开启快充模式。遇到南方酷暑的夏天时,电池系统自动发热报警,水冷系统给电芯降温。

当然,各个电池企业都在不断创新研发各自的技术,微宏选择改变电解液的属性改善电池的低温特性。“中航锂电采用在电池充电时,在其加热膜上增加一层铝板,使电池各部快速且均匀地受热。”中航锂电(洛阳)有限公司技术研究院相关技术人员介绍。

改进动力电池技术方法众多,有业内人士认为,真正解决电池在低温环境下运行这一行业难题,最终还需动力电池企业与整车厂家联动,让电池企业参与到电动客车的生产环节,共同创新提升新能源客车的技术水平。

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