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全氣候電池問世 有望緩解電池不耐寒問題

作者:森林 2021-11-10 09:47:12 來源:新能源汽車網

  動力電池冬天怕冷夏天怕熱,尤其是進入冬天很不耐寒,甚至偶爾會耍性子讓電動車拋錨。隨著電動車逐漸普及,大家都在想法子伺候動力電池這個刁蠻的“主子”。據媒體報道,美國國家發明家科學院院士王朝陽團隊已經發明了一種全氣候電池,相關文章刊發在《自然》雜志上。他們在電池內部植入一片10微米厚度的鎳箔作為發熱體。利用電池自帶的能量,再加上一個開關,就可以隨意調控電池的活性。哪怕在零下30攝氏度的環境里凍透的電池,只需30秒時間,就能自加熱到零度以上正常工作。這一技術已被2022年北京冬奧運會采用,成為驅動奧運電動汽車的核心技術之一。

  新能源汽車網就此采訪了多家動力電池企業以及車企,它們對同行的技術不予置評,但提出了自家的動力電池抗寒新方法。在去年首次采用寧德時代磷酸鐵鋰電池版本的國產特斯拉Model 3,實現價格下探并迅速擴大市場,但在去年冬天就有北方地區的消費者抱怨自己新買的磷酸鐵標準續航升級版Model 3實際續航明顯縮水。

  目前,作為全球最大的動力電池制造商,寧德時代如何解決電動車在北方地區冬季里不耐寒這一行業痛點?寧德時代方面相關人士今日接受新能源汽車網采訪時稱,冬季低溫環境下,電池的續航里程明顯下降是電池的化學性質決定的,具體有兩方面影響:一是電池在低溫下活性降低、內阻增大,造成容量降低;二是在低溫下開制熱空調比較耗電。現階段,如何降低低溫對電池容量影響的相關技術,正在研發階段。一方面,電池本身可以通過技術手段,如水熱系統,電池內部自加熱等技術,提前加熱來確保動力電池在低溫環境下保持常溫下的性能;另一方面,整車空調開發了用加熱泵加熱的技術,可以做到更節能高效。這些技術已基本成熟,下一步裝車應用后,會明顯改善低溫下電動汽車續航下降的問題。“寧德時代通過獨創電池自加熱技術,零成本實現4℃/min的溫升,電池溫度從-30℃躍升至0℃僅需8分鐘,即可在雪地中暢行。”上述相關人士說。

特斯拉

  特斯拉 Model 3

  搭載新一代磷酸鐵鋰電池——刀片電池的比亞迪漢EV,去年冬天也遭到車主抱怨續航縮減。關于如何抗寒,比亞迪正不斷尋找新措施,其日前推出e平臺3.0。與燃油車相比,由于純電動車沒有發動機本身冷卻系統攜帶的大量熱量,所以需要消耗大量電池能量來維持乘員艙采暖及電池溫度,導致冬季續航里程衰減。對此,比亞迪e平臺 3.0熱泵系統全系,具有11種工作模式,覆蓋用戶大多采暖制冷使用場景,在冬季制熱工況下能效比(COP)可達2~4,能效多倍于市面上普遍使用的PTC加熱方式,具備-30~60℃的寬溫域工作能力。不僅能吸收環境熱,更能吸收動力總成、電池、座艙的余熱,零下30°C 仍能有效工作,提升續航性能,基于e 平臺3.0 開發的電動車冬季續航里程提升20%。

  而作為全球第一大汽車制造商的豐田,此前在純電動領域姍姍來遲,去年才推出全球首款純電動車,目前開始加大在純電動車領域力度,其在第四屆中國國際進口博覽會上展出TOYOTA bZ純電動專屬系列首款全球量產車型的概念車“TOYOTA bZ4X CONCEPT”。新能源汽車網從豐田中國方面了解到,明年即將量產上市的豐田bZ4X,為了確保冬季續航里程,正在技術等方面尋求突破,除了以達到世界最高電池容量保持率(10年后90%)為目標外,還將首次采用熱泵式空調、座椅加熱、方向盤加熱、前排座椅腳下的輻射加熱器,提升駕駛節能性。

  目前,電動車由于動力電池不耐寒以及冬季車內開空調,造成續航“打折”,被投訴司空見慣。動力電池企業以及車企,普遍圍繞著加熱以及節能等路徑來解決電動車冬季續航痛點,但諸多新技術是驢是馬,還要拉到冬季里遛一遛才有答案。不過,隨著新能源汽車快速發展,動力電池技術將更受關注,這是在未來新能源賽道上制勝的法寶之一。一家自主新能源品牌的相關專家今日接受第一財經記者采訪時稱,電池的自加熱技術,國內幾年前已經開始驗證,但受制于NVH和安全性一直未能大批量應用。電動車冬季續航哀減,影響最大的是空調系統,目前電動車基本都開發了電池液體加熱功能,和電池自加熱相比,速度會慢點,但成熟度更高。

  本周一,A股掀起4680電池概念熱。截至收盤,科達制造、中國寶安等多只鋰電股漲停,億緯鋰能漲近16%,寧德時代、中偉股份等跟漲。特斯拉4680大圓柱電池項目的推進、電池“耐寒”性能提升等鋰電技術升級被認為是引爆鋰電行情的原因之一。今日,特斯拉中國方面接受新能源汽車網采訪時稱,特斯拉4680電池還沒有正式量產,目前沒有進一步的消息。在去年9月舉辦的特斯拉電池日活動中,特斯拉CEO馬斯克介紹,全新4680電池在改善成本的同時,續航里程提高16%,動力方面提高6倍。馬斯克當時還表示,4680電池將在工廠的新裝配線上量產,2021年底該電池的年產量計劃達到10GWh。不過,馬斯克也承認新電池設計和制造過程尚未完全完成,全面投產還需要三年時間。

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