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近年來(lái)，在政府的大力扶持下，純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，全國(guó)范圍內(nèi)已陸續(xù)開(kāi)通多條純電動(dòng)公交線路。但在實(shí)際使用中人們發(fā)現(xiàn)，作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心部件，動(dòng)力電池的續(xù)航里程和充電效率成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。而更讓人苦惱的是，在北方冬季寒冷的環(huán)境下，動(dòng)力電池組的缺陷被進(jìn)一步放大。
電動(dòng)客車(chē)也怕冷
記得電瓶車(chē)（電動(dòng)自行車(chē)）剛剛在國(guó)內(nèi)興起的時(shí)候，很多北方用戶抱怨電池在冬季續(xù)航能力明顯下降。但那僅是價(jià)值千八百塊錢(qián)一輛的普通電瓶車(chē)，且年頭久遠(yuǎn)。如今科技發(fā)展迅速，價(jià)格不菲的汽車(chē)動(dòng)力電池也會(huì)出現(xiàn)這種情況嗎？
答案是肯定的！
遼寧某公交公司相關(guān)負(fù)責(zé)人曾向記者透露，公司在運(yùn)營(yíng)的純電動(dòng)客車(chē)問(wèn)題頻現(xiàn)，尤其是冬季寒冷時(shí)節(jié)，車(chē)輛續(xù)航里程明顯下降，且電池組充電緩慢，難以有效解決。
類(lèi)似情況還發(fā)生在天津某公交企業(yè)所使用的純電動(dòng)車(chē)輛上，該車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)張師傅表示，車(chē)隊(duì)中的純電動(dòng)車(chē)輛在冬天普遍遭遇運(yùn)營(yíng)里程“縮水”的現(xiàn)象。
“前兩年，公司迎來(lái)一批純電動(dòng)公交車(chē)，并交由我們車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)。進(jìn)入冬季后，有司機(jī)向我反映，車(chē)輛電池組的續(xù)航里程下降。起初，我并沒(méi)有在意，認(rèn)為這種情況只是個(gè)例，可能是電池組在車(chē)輛頻繁啟動(dòng)中出現(xiàn)了故障。但后來(lái)，幾乎每輛純電動(dòng)車(chē)都出現(xiàn)了類(lèi)似情況，續(xù)航里程平均下降了30%之多?！睆垘煾捣从痴f(shuō)。
隨后，記者又陸續(xù)采訪到幾家地處北方的公交企業(yè)，經(jīng)過(guò)了解，它們購(gòu)置并在運(yùn)營(yíng)的純電動(dòng)車(chē)輛也在冬季出現(xiàn)了不同程度的續(xù)航里程下降和充電困難等問(wèn)題。
難道說(shuō)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組在冬季續(xù)航里程下降和充電效率降低是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題嗎？帶著疑問(wèn)，記者對(duì)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)行了采訪。
普天新能源車(chē)輛技術(shù)公司總經(jīng)理趙春明表示：“一般情況下，幾乎所有的動(dòng)力蓄電池都會(huì)受到低溫影響而出現(xiàn)續(xù)航里程下降和充電效率低下等問(wèn)題，只是由于不同屬性的電池特性問(wèn)題，影響程度略有不同。其中，純電動(dòng)公交車(chē)普遍采用的磷酸鐵鋰電池在低溫情況下性能‘縮水’更明顯。”
金龍客車(chē)工程研究院副院長(zhǎng)、汽車(chē)電子總工程師陳曉冰同樣表示，憑借相對(duì)較高的安全性、耐高溫性和使用壽命，磷酸鐵鋰電池被純電動(dòng)客車(chē)制造商所廣泛使用。但是，磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)同樣明顯，那就是低溫性能較差。因此，在北方冬季寒冷的氣候下，一些純電動(dòng)車(chē)輛會(huì)出現(xiàn)續(xù)航里程下降、充電效率偏低等缺點(diǎn)。
純電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池也怕“冷”
低溫特性難以避免
那么問(wèn)題來(lái)了，純電動(dòng)汽車(chē)所采用的動(dòng)力電池為什么會(huì)出現(xiàn)低溫情況下性能指標(biāo)“縮水”的現(xiàn)象呢？
采訪中，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家一致表示，這是由電池的特性決定的。
據(jù)了解，電池的標(biāo)準(zhǔn)容量只是一個(gè)理論值，它一般是在25℃的環(huán)境中在理想狀態(tài)下測(cè)量的結(jié)果，但實(shí)際上，電池容量受溫度影響非常大。
以純電動(dòng)客車(chē)使用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例，它內(nèi)部是由一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極以及在正負(fù)極之間的電解液所組成的。電池放電的時(shí)候，負(fù)極通過(guò)化學(xué)反應(yīng)析出鋰離子，通過(guò)電介質(zhì)運(yùn)動(dòng)到正極，這時(shí)正極處于富鋰態(tài)，負(fù)極處于貧鋰態(tài)，在鋰離子活動(dòng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流。而寒冷的冬季，過(guò)低的溫度使電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)遲緩，放電的電流變小，導(dǎo)致電池的可用容量降低，充電效率低下。因此，當(dāng)我們認(rèn)為純電動(dòng)客車(chē)在冬季行駛里程“縮水”的時(shí)候，實(shí)際上是電池本身的容量降低了。
美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任Don Hillebrand博士在談到磷酸鐵鋰電池低溫性能的時(shí)候，曾用“terrible”（可怕的）一詞來(lái)形容，也足以說(shuō)明純電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池在低溫環(huán)境下的表現(xiàn)。
當(dāng)然，除電池的低溫特性外，企業(yè)整體研發(fā)能力的不足，也是造成純電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池在冬季低溫下表現(xiàn)不佳的重要原因之一。
“動(dòng)力電池的低溫特性是現(xiàn)階段無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)解決的，但從汽車(chē)產(chǎn)品角度講，電池系統(tǒng)尤其是電池的熱管理水平，是衡量產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)的重要因素。通過(guò)外部的保溫、加熱，可以從一定程度上彌補(bǔ)電池特性的不足。因此，純電動(dòng)車(chē)輛在北方寒冷冬季出現(xiàn)行駛里程‘縮水’、充電效率降低等情況，也反映出我國(guó)商用車(chē)企業(yè)研發(fā)、制造能力的不足?！壁w春明說(shuō)。
“過(guò)冬”方案已出臺(tái)
電池的低溫特性在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法被改變，那么是不是意味著純電動(dòng)客車(chē)在北方就無(wú)法順利運(yùn)營(yíng)甚至是推廣了呢？記者了解到，通過(guò)電池供應(yīng)商以及純電動(dòng)客車(chē)制造商的不斷努力，相應(yīng)解決方案已經(jīng)出臺(tái)，雖不能完全消除電池低溫特性所帶來(lái)的影響，但基本能夠保障正常運(yùn)營(yíng)。
“現(xiàn)階段，很多純電動(dòng)汽車(chē)制造商都針對(duì)電池的低溫特性采取電阻式加熱方法，幫助電池在寒冷的環(huán)境下提升溫度，以提高電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度，加快電解液的流通，從而達(dá)到釋放電池容量、恢復(fù)放電量正常值的效果。這樣，純電動(dòng)客車(chē)就能夠在北方順利運(yùn)營(yíng)。”陳曉冰對(duì)《商用汽車(chē)新聞》記者說(shuō)。
“要解決低溫情況下電池單體不滿足車(chē)輛運(yùn)營(yíng)要求的短板，需通過(guò)系統(tǒng)層面的集成技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)?！壁w春明說(shuō)：“電池包內(nèi)集成的熱管理系統(tǒng)能夠起到為電池加熱、保溫的作用，同時(shí)還能保障車(chē)內(nèi)所有電池溫度的均一性。但目前，商用車(chē)企業(yè)在運(yùn)用此方面技術(shù)時(shí)還略顯粗放?！?/span>
除采取外部加熱、保溫等方法外，記者在采訪動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)時(shí)還了解到，通過(guò)開(kāi)發(fā)適應(yīng)低溫的電解液，同樣能夠保障電池在低溫下的正常值。
“通過(guò)改變電解液的屬性，能夠有效改善電池的低溫特性。但是，如果太照顧電池低溫特性的話，它的高溫特性就有可能受到影響，所以要找到一個(gè)平衡點(diǎn)。目前，我們投放到市場(chǎng)中的電池產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)達(dá)到了最佳使用狀態(tài)?！蔽⒑陝?dòng)力系統(tǒng)（湖州）有限公司市場(chǎng)總監(jiān)宋寒表示。
從最初的嘗試到最終的成功，需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。據(jù)天津公交某車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李師傅介紹，冬季里，巡航里程下降明顯的車(chē)輛都是早期引進(jìn)的一批產(chǎn)品。隨著行業(yè)的發(fā)展，后期引進(jìn)的新產(chǎn)品問(wèn)題已經(jīng)不再明顯。
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