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這能解決電動(dòng)車冬季續(xù)航問題嗎？動(dòng)力電池快速溫升的新方法
2021-11-24 09:57:29· 來源：是德科技KEYSIGHT
冬天又到了！北京去年的幾場嚴(yán)寒，讓眾多電動(dòng)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(dòng)爹”上班，稍有伺候不周，
冬天又到了！北京去年的幾場嚴(yán)寒，讓眾多電動(dòng)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(dòng)爹”上班，稍有伺候不周，脾氣說來就來。
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(shí)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(dòng)力電池的電壓通常幾百伏，由數(shù)百個(gè)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！
相信有些北方的工程師朋友，在天寒地凍的冬天，有時(shí)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(bào)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(bào)警時(shí)，實(shí)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(gè)實(shí)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(dòng)力電池；用另外一臺APS電源模擬動(dòng)態(tài)負(fù)載。軟件界面實(shí)時(shí)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。
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(shí)，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(shí)候，端電壓嚴(yán)重下降，電池過早出現(xiàn)低電壓報(bào)警，即使此時(shí)電池還有不少的剩余電量。在這個(gè)實(shí)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
因此，如何為動(dòng)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(diǎn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)3℃/分鐘的溫升速率。
然而，由于動(dòng)力電池自身是等效為高達(dá)10 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(yàn)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。
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