威馬汽車最近可謂是出盡了風(fēng)頭,也賺足了眼球,推出的車型無論是價格還是技術(shù),都打破了目前新能源汽車市場的現(xiàn)狀。尤其是那個在零下30度的溫度下,威馬可以做到將電池的衰減控制到95%。僅這一點(diǎn)就是目前眾多已經(jīng)上市的純電動車無法做到的,續(xù)航里程到冬天最冷的那幾天幾乎都是打?qū)φ?。而威馬是如何做到的?是吹牛還是確有其事?恐怕威馬早先發(fā)布的一段視頻已經(jīng)透露了這個秘密,“威馬的電池包里有柴油”!
從之前得到的消息,威馬EX5的電芯可能由寧德時代提供,使用的是811配方的NCM三元鋰電池。而電池包PACK,包括電池溫控系統(tǒng),BMS系統(tǒng)等全部由威馬自己開發(fā)完成。
在了解威馬的電池保溫技術(shù)之前,我們對目前純電動汽車常用的電池溫控系統(tǒng)進(jìn)行一個簡單的講解。一般情況下,電池包的熱量管理會涉及三個方面,1.電池組冷卻。2.電池組保溫。3.電池組低溫預(yù)熱。
1.電池組冷卻。
眾所周知,目前大多數(shù)純電動車在使用三元鋰電池時,會設(shè)計(jì)電池組的液冷系統(tǒng)。通過在電池包內(nèi)的液體通過管路流通,將電池工作時產(chǎn)生的高溫帶走,主要以循環(huán)低溫冷卻液的方式實(shí)現(xiàn)。由于特斯拉采用的是50%的乙二醇作為液冷材料,因此目前大多數(shù)純電動汽車的電池液冷也采用50%含水的乙二醇。
這就是非常典型的一套電池包降溫系統(tǒng)。通過橡膠管將電池包內(nèi)部的液冷通路,與外部的散熱及壓力水壺等組成一整套電池液冷溫控系統(tǒng)。
電子水泵與空調(diào)壓縮機(jī)也是整個系統(tǒng)的組成部分。
2.電池組保溫。
當(dāng)動力電池工作的時候,自身會產(chǎn)生熱量。但三元鋰電池的最理想溫度按照不同NCM配方以及不同BMS設(shè)定,理想狀態(tài)為20-25度左右。在類似中國冬季北方地區(qū)使用純電動車,那么動力儲能電池就需要做保溫設(shè)計(jì),用來減輕熱量的流失。如果有短時間的停車,避免電池電芯溫度降低到理想溫度以下。曾有實(shí)驗(yàn)表明,在零下20度的環(huán)境里,電芯溫度為25度的動力電池,靜置8小時候,內(nèi)部溫度會降低至15-18度左右,低于理想工作溫度。
但是保溫措施并非所有純電動車都需要,因?yàn)槿缰八?,電池工作時會自身發(fā)熱,如果不是在極寒條件下用車,那么只要電池達(dá)到適合的工作溫度,既可靠自身發(fā)熱來維持理想工作溫度環(huán)境。
3.電池組低溫預(yù)熱
低溫預(yù)熱就是將在極寒地區(qū)長時間停放的電池,通過某些技術(shù)手段加熱電池組,以求盡快達(dá)到工作溫度,恢復(fù)電池最佳工作狀態(tài),減少非行駛因素造成的電池衰減。這也就是威馬提出零下30度,保持電池衰減不超95%的原因。但是如果使用車載的壓縮機(jī)或電熱絲加溫,不僅低溫制熱效果一般,同時耗電量也很大,同樣嚴(yán)重影響續(xù)航里程。并且在溫度過低的環(huán)境下,電池包放電功率過低,或根本無法進(jìn)行放電動作。
目前電池包的低溫預(yù)熱主要有兩種基本方式:內(nèi)部加熱以及外部加熱。
內(nèi)部加熱:利用電池包外部的交流電源,給電池電解液加熱,直至達(dá)到電池包適用的溫度范圍為止。生熱的部件是電池自身,因此稱為內(nèi)部加熱。
外部加熱:利用外部電源,如停車狀態(tài)下車輛連接充電樁,利用外部電源給電池以外的介質(zhì)加熱,介質(zhì)將熱量傳遞給電池,逐步提高電池溫度,直至電池適宜的溫度范圍。外部介質(zhì)包括空氣介質(zhì)和液體介質(zhì),生熱的元件有PTC和加熱膜等。
而無論采用何種形式的加熱,都是通過類似加熱傳導(dǎo)介質(zhì),或加熱電解液的方式進(jìn)行電池溫度提升。而常規(guī)動力電池主要以散熱為主要考慮,因此選50%乙二醇作為介質(zhì),雖然在散熱的工況下會有很好的效果,但是如果用在加溫上,乙二醇如果長期處于在80度以上的環(huán)境下,乙二醇會先被氧化成乙醇酸,再被氧化成草酸,,即乙二酸(草酸)。草酸及其副產(chǎn)物會先會嚴(yán)重影響人體健康,可以損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng),接著是心臟,而后影響腎臟,過量接觸乙二醇會導(dǎo)致死亡。乙二醇、乙二酸也具有較強(qiáng)的腐蝕作用,對電池內(nèi)部細(xì)小的導(dǎo)流管路造成傷害,發(fā)生滲漏并引發(fā)電芯短路或起火燃燒。
威馬EX5的電池包里有柴油
簡單來說,目前選擇的液冷介質(zhì),也就是含水50%的乙二醇比較適合散熱,而不太適合加溫。而威馬在這方面可謂另辟蹊徑,將電池包中增加了以“高標(biāo)號柴油”為主的溫控液體介質(zhì),通過加熱柴油來實(shí)現(xiàn)車輛電池在極低溫環(huán)境下的電池組預(yù)熱功能。
而且利用高標(biāo)號柴油的無水特性,幾乎沒有對管理有腐蝕的影響,就算意外滲漏也不會對被浸泡的電芯和電路有破壞作用,并且結(jié)構(gòu)簡單、輕便,在使用同樣能量密度電芯的情況下,通過降低系統(tǒng)其它部分的重量,可以把電池包系統(tǒng)能量密度做到更大。
同時,柴油的成本很低,就算為防止柴油在極低溫情況下凝固掛蠟,選用負(fù)50號柴油,一個電池包里的柴油最多也就100塊錢成本,相比類似功效的其它化學(xué)制劑要便宜,更重要的是柴油獲取要方便的多,不會受供應(yīng)商的產(chǎn)能與供貨影響。
由于威馬EX5車型還沒有正式上市,相關(guān)部分的技術(shù)細(xì)節(jié)也以專利保密為由謝絕回復(fù)我們的詢問,因此我們無法進(jìn)一步分析與了解這個“柴油加熱”的功能。并且威馬官方表示這個功能可能只會出現(xiàn)在交付東三省、新疆、西藏等有極寒地區(qū)的車型上。因此我們會在適當(dāng)?shù)臋C(jī)會,與提供類似功能的汽車配件供應(yīng)商進(jìn)行探討,了解這套柴油加熱技術(shù)的詳細(xì)細(xì)節(jié)。也會在威馬EX5年底正式交車后,盡可能詳細(xì)的進(jìn)行測試。
總之,威馬EX5之前宣傳了很多“逆天”的技術(shù),并且很多都是與目前純電動汽車消費(fèi)者息息相關(guān)的“大痛點(diǎn)”。如果只靠宣傳,只靠嘴上說,那么消費(fèi)者未必會信了,畢竟這些年“山忽海哨”的車企太多,消費(fèi)者已經(jīng)不敢輕易的相信任何車企憑空所說的話了。但如果能夠?qū)㈩愃啤安裼图訜帷边@樣的技術(shù)進(jìn)行說明,讓消費(fèi)者相信威馬確實(shí)是通過技術(shù)革新來實(shí)現(xiàn)之前的各種“逆天性能”,那么“吹牛不上稅”的傳聞自然也就不攻而破了。
而我們也不得不佩服威馬汽車工程師在解決技術(shù)難題時,另辟蹊徑的想法與能力,如果所有的新能源車企都可以用威馬這種”花小錢辦大事“的想法去解決目前新能源汽車的問題,那么性能何愁上不去?成本何愁下不來?車主何愁不買單?銷量還何愁那何愁啊?
來源:頭條號-電動生活
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