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为什么寒风一起,我的电动车就秒变“电动爹”?

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  寒冷的天气使得许多电动汽车进入了“光吃饭不干活”的状态 | www.insideevs.com

  在这场席卷全国的超级寒潮中,大家的心都是拔凉拔凉的,都希望自己不在温暖封闭的室内,就在温暖封闭的车里。然而,有一类人虽然在车里,但心情,几乎和徒步在外的行人一样低落,这就是悲催的电动汽车车主。他们谑称,气温一低,电动车,就成了电动爹:续航里程一泻千里,狂跌不止的电池剩余电量,让你想开个空调都不敢,于是只能裹紧大衣,在这个移动冰箱里死扛——这个时候,你那科技感爆棚的新能源车也就不再是你的小甜甜了,而是一个看着糟心,用着遭罪的大铁盒子!


  一张图告诉你冬天开电动爹是一种什么感受

  锂离子:天太冷,我跑不快!

  那么造成这一切的罪魁祸首是什么呢? 正是电池,这颗电动汽车的“动力之芯”。目前市面上的电动汽车基本采用的是锂离子电池,而严酷的低温,就在电池内部造成了一种独特的现象:析锂。正是这种独特的电化现象,造成了电池性能的急剧下降,从而使电动汽车在严寒中表现挣扎。


  显微镜下的锂电池内部,析锂现象持续发生后,锂离子结晶就会形成图中树枝一样的结构,称为“锂枝晶” | Tour Group/Rice University

  电动车的充放电过程,就是电池内部的锂离子。它像一个勤勤恳恳的搬运工,在电池内部的电解液里,不断将电能从正极“搬运”到负极的过程。但是,随着温度降低,负责搬运能量的锂离子会在电解液中结晶,变成固体,进而导致锂离子“跑”得越来越慢。随着锂离子运动的速率变慢,它搬运的能量当然也会随之减少,好比一名穿梭在城市中的快递员,如果他的小摩托速度变慢了,那么肯定会影响送件时长和送件总量。


  低温条件下,“电动爹”电池“趴窝”的另一个原因,则是电池管理系统(Battery Management System,BMS) 采用了内部降功率策略。通俗一点讲,BMS就是整个电池的大脑,管理电池的充电、放电等一系列的行为。当车主们在低温行车环境下,还想要一骑绝尘,来个0到100加速,秒天秒地秒空气的时候,那么对不起,这个大脑就会察觉到来自电池内部的告急——析锂现象发生了!于是,BMS就秒变吝啬鬼葛朗台,限制电动车的放电功率,进而降低整车能量的输出——因为可用的电量已经不多,要勒紧裤腰带过日子了。

  固态电池是救世主吗?

  对于这种电池性能下降,导致新能源车拉胯的问题,电池厂商的解决方案无外乎无两个,第一就是从外部环境找突破,解决低温的环境问题。既然人都可以在大冬天穿得厚厚的,或者待在暖气房足不出户,那么我们电动车也可以呀!电动车应对这一问题的方案叫做——热管理。不就是低温充电析锂吗?好!那我就在你充电的时候给你加热,给你裹上一层暖宝宝——加热膜,尽量降低析锂现象的发生!



  丰田汽车公布的新型电动概念车以及固态锂电池 | www.autoevolution.com

  第二个解决方案,就是对电池本身进行材料与技术创新。最近有个炒得比较热的概念,叫固态电池。固态电池和现有液态锂电池的最大区别是,它内部的电解质是固态的,从根本上杜绝了析锂现象,并且还有其他优点,比如耐高温、无腐蚀、耐久性好等等。

  话说到这里,肯定大家在想,那还等什么,加钱上固态电池啊。桥豆麻袋!现阶段固态电池技术虽然听上去好处多多,但是缺点也一大堆。

  最显著的一个缺点,就是——“贵”。电动车电池成本就占了将近40%的整车成本,而固态电池的价格还要更贵,相同能量密度的固态电池,甚至要比目前市面上广泛应用的三元锂离子电池贵上几十倍。本来电池在造车成本中就占了大头,你比固态电池还要更贵,简直就是用高昂的价格门槛,实力劝退车主。

  第二个缺点,就是固态电池的界面电阻高,让锂离子搬运电能的速度快不起来。打个比方,我们在一块冰上和一杯水里面同时滴一滴红墨水,墨水当然是在水里面的扩散速度更快,扩散面积也更大。所以这种情况就会导致如果天气条件并不寒冷,那么在同等电池容量条件下,装备固态电池的新能源汽车,它的动力输出表现就会低于装备传统锂电池的对手。

  有鉴于此,被热捧的固态电池,想要彻底升级成一颗合格的电动汽车“澎湃之芯”,还有很长的路要走。

  作者:固瑞克斯坦

  编辑:朱步冲

  一个AI

  关空调,我到不了单位;开空调,车到不了单位


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