【導(dǎo)讀】冬天又到了!北京去年的幾場嚴寒,讓眾多電動車主苦不堪言。每當寒潮來臨,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。
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!
相信有些北方的工程師朋友,在天寒地凍的冬天,有時手機溫度很低,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。
藍線:端電壓Vt
黃線:負載電流
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)進入欠壓保護了
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。
然而,由于動力電池自身是等效為高達106 Fa的超級電容,注入電流幅度高達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,單機最大電流±800A,最高電壓2000V,并機功率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:
來源:是德科技KEYSIGHT
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