沃特玛低温电池让电动汽车不怕寒冷

当温度较低时，电动汽车的电池放置在室外后会失效，低温下的充电时间会比常温下更长，车辆行驶时电池的里程也会下降得更快。尽管低温电池在实验室里并不是什么新鲜事，但在实际操作中存在许多问题。对于包括特斯拉车主在内的电动汽车车主来说，在冬天打开暖风是奢侈的。

记者近日来到呼和浩特采访时发现，虽然气温为-20℃，但仍能看到许多纯电动公交车行驶在路上载客。呼和浩特市第二汽车公司相关负责人告诉记者，呼和浩特市已将原有的燃气车完全更换为纯电动公交车，部分纯电动公交车经历了三个冬天的低温考验。电池是纯电动汽车的动力源，而低温是“电池杀手”。这种现象在纯电动公交车上更为明显。磷酸铁锂电池是电动公交车中应用最广泛的电池，磷酸铁锂正极的电子导电性相对较差。一方面，在低温环境中容易产生极化，从而降低电池容量。另一方面，在低温环境下，其电解质粘度会增加，锂离子迁移阻抗也会增加，从而导致动力电池性能下降。更重要的是，由于低温的影响，石墨的锂嵌入速度降低，容易在负极表面析出金属锂，部分金属锂容易形成锂枝晶，影响电池的安全性。“我们使用了碳包覆超细纳米级磷酸亚铁锂、小颗粒低温石墨、功能电解质等适应寒冷低温环境并正常工作的材料体系。”记者随后前往呼和浩特电动客车电池制造商内蒙古沃特玛电池有限公司。该公司负责人杨光告诉我们，沃特玛通过对电池不同优质材料的工艺设计反复筛选、测试和优化，开发出了一种低温电池，在低温下具有良好的充放电性能，解决了电动汽车冬季续航里程急剧下降等诸多问题，无法启动、衰减和安全隐患。该技术已通过天津中电十八所的全部专业测试。Waterma采用的低温电池技术不仅由于空调加热和电除霜而增加了能耗，而且与其他季节的主要续航能耗相同。电池续航衰减不高于5%，在低温环境下可以放电90%以上的常温容量，从而保持足够的续航里程。在低温下，装有电池的新能源汽车的充电电流往往过低，充电效率普遍降低。电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授曾指出，寒冷的环境是对电池技术的挑战。实验表明，220V电池在-25℃时充电仅约40%，充满电后放电仅约40%。电池在低温环境下的充放电是一个大问题。在电池系统中，如何控制充电温度是非常重要的。目前，呼和浩特市19条主要线路共有370辆纯电动公交车，平均实际负荷率超过87%。呼和浩特的纯电动公交车为什么能在-20℃的低温下保持如此高的上座率？“除了电池技术的低温性能设计外，我们还根据实际运行环境调整了充电策略。在低温段，当温度在-20℃至10℃之间时，我们使用单体准恒压充电方法进行充电。”沃特玛电池研究院院长饶木敏博士，向记者介绍了他们设计的收费方案。首先，根据初始温度值选择初始电流，然后每隔指定时间将电流增加特定值，从而稳定地控制最高的电池……

以3.6V的电压电平充电。当电池电压大于3.6V时，电流逐渐减小，并且当电压低于3.6V时保持充电电流。由于电池的内阻在低温下变得更大，在不可预测的初始给定电流的作用下，电池的端电压可能会迅速过高，并触及充电截止电压，最终导致电池无法充电。Waterma的低温充电策略可以根据不同的低温条件动态调整不同的充电电流，以确保电池电压保持在充电截止电压的下边界附近，解决磷酸铁锂电池无法在低温下充电的技术问题。据了解，Waterma的低温电池已经能够在-40℃下实现正常放电，在-20℃下实现常规充放电循环。当温度较低时，电动汽车的电池放置在室外后会失效，低温下的充电时间会比常温下更长，车辆行驶时电池的里程也会下降得更快。尽管低温电池在实验室里并不是什么新鲜事，但在实际操作中存在许多问题。对于包括特斯拉车主在内的电动汽车车主来说，在冬天打开暖风是奢侈的。

记者近日来到呼和浩特采访时发现，虽然气温为-20℃，但仍能看到许多纯电动公交车行驶在路上载客。呼和浩特市第二汽车公司相关负责人告诉记者，呼和浩特市已将原有的燃气车完全更换为纯电动公交车，部分纯电动公交车经历了三个冬天的低温考验。电池是纯电动汽车的动力源，而低温是“电池杀手”。这种现象在纯电动公交车上更为明显。磷酸铁锂电池是电动公交车中应用最广泛的电池，磷酸铁锂正极的电子导电性相对较差。一方面，在低温环境中容易产生极化，从而降低电池容量。另一方面，在低温环境下，其电解质粘度会增加，锂离子迁移阻抗也会增加，从而导致动力电池性能下降。更重要的是，由于低温的影响，石墨的锂嵌入速度降低，容易在负极表面析出金属锂，部分金属锂容易形成锂枝晶，影响电池的安全性。“我们使用了碳包覆超细纳米级磷酸亚铁锂、小颗粒低温石墨、功能电解质等适应寒冷低温环境并正常工作的材料体系。”记者随后前往呼和浩特电动客车电池制造商内蒙古沃特玛电池有限公司。该公司负责人杨光告诉我们，沃特玛通过对电池不同优质材料的工艺设计反复筛选、测试和优化，开发出了一种低温电池，在低温下具有良好的充放电性能，解决了电动汽车冬季续航里程急剧下降等诸多问题，无法启动、衰减和安全隐患。该技术已通过天津中电十八所的全部专业测试。Waterma采用的低温电池技术不仅由于空调加热和电除霜而增加了能耗，而且与其他季节的主要续航能耗相同。电池续航衰减不高于5%，在低温环境下可以放电90%以上的常温容量，从而保持足够的续航里程。在低温下，装有电池的新能源汽车的充电电流往往过低，充电效率普遍降低。电动汽车国家工程实验室主任、北京市新能源汽车协会专家组首席专家孙逢春教授曾指出，寒冷的环境是对电池技术的挑战。实验表明，220V电池在-25℃时充电仅约40%，满炭后放电仅约40%……

电池在低温环境下的充电和放电是一个大问题。在电池系统中，如何控制充电温度是非常重要的。目前，呼和浩特市19条主要线路共有370辆纯电动公交车，平均实际负荷率超过87%。呼和浩特的纯电动公交车为什么能在-20℃的低温下保持如此高的上座率？“除了电池技术的低温性能设计外，我们还根据实际运行环境调整了充电策略。在低温段，当温度在-20℃至10℃之间时，我们使用单体准恒压充电方法进行充电。”沃特玛电池研究院院长饶木敏博士，向记者介绍了他们设计的收费方案。首先，根据初始温度值选择初始电流，然后每隔指定时间将电流增加特定值，从而将最高电池稳定地控制在3.6V的电压水平下进行充电。当电池电压大于3.6V时，电流逐渐减小，并且当电压低于3.6V时保持充电电流。由于电池的内阻在低温下变得更大，在不可预测的初始给定电流的作用下，电池的端电压可能会迅速过高，并触及充电截止电压，最终导致电池无法充电。Waterma的低温充电策略可以根据不同的低温条件动态调整不同的充电电流，以确保电池电压保持在充电截止电压的下边界附近，解决磷酸铁锂电池无法在低温下充电的技术问题。据了解，Waterma的低温电池已经能够在-40℃下实现正常放电，在-20℃下实现常规充放电循环。

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