长老技研设：低温下电动车电池怎么了？
唐朝[汽车之家 新鲜技术解读] 元旦刚过完，转眼间春节就要到了，屏幕前的您是不是已经收拾行装准备回家了呢？和我们发愁买票类似，在这个气温普遍偏低的时节，纯电动车也有无法回避的痛，那就是续航里程降低。可都说低温对动力电池有影响，您知道它到底发生了什么吗？换言之，除了很绝望，我们还能怎么做？
■到底发生了什么？
纯电动车在冬季低温状态下，续航里程大大缩短是不争的事实，这也是阻碍很多朋友选择它的重要原因之一。即使您比较禁冻，忍着不开暖风。纯电动车在低温环境中行驶，其百公里的耗电量也会接近甚至超过15kWh以上。当您看着仪表盘上显示的续航里程小于导航播报的距离目的地公里数字时，里程焦虑就这样产生了。
那么，到底发生了什么呢？从微观的角度讲，低温状态时锂离子电池的正负极材料活性降低，电解液导电能力也受到影响。锂离子电池工作时，电流流过电池内部会受到阻力，它被称为内阻。内阻增大会产生大量焦耳热引起电池温度升高。实验表明环境0℃以下时，温度每下降10℃，内阻约增大15%。这一切会最终导致电池放电时间缩短，您就会感觉到电池不禁用。
锂离子电池在过低的温度工作，也就是充放电的过程中还会出现一些副反应。其主要是锂离子与电解液发生的不可逆反应，这会造成锂电池容量衰退，使电池性能进一步恶化。
如果沉积物包裹在电极表面，那么锂离子电池充电过程中，锂离子通过电解液向负极运动时，电极和电解液之间电位差比设计的更小，使得锂离子与电解液中的物质更易发生不可逆的副反应。就会出现电池容量下降，放电效率降低等一系列结果。
■ 难道我们就束手无策？
俗话说的好，办法总比问题多。既然低温状态大大影响包括续航里程在内的使用感受，那势必会有解决办法诞生，我们先来聊聊大家平时使用过程中可以学习的小窍门。首先是充电环节，可能很多拥有纯电动车型的朋友到了冬季会发现快充和慢充都会出现充电效率降低的情况。
前面我们说到了，低温同样会对电池充电效率造成影响，尤其在室外使用大功率直流快充时，你会发现电池充电速度除了要比常温状态下更慢外，在后续使用中，也会觉得电量很虚，不少车辆会出现表显续航里程准确率降低的情况。
我的同事实测了室温较低时的充电情况，发现当车辆在低温的室外环境放置一夜之后（-10℃左右）立刻进行直流快充时，充电时间相比常温状态下几乎延长了一倍。因此，冬季使用新能源车的窍门之一就是尽量保持“热车”状态充电。
也就是说，冬季如果想缩短充电时间，我们可以在前往充电站的途中，增大车子的耗电量，比如：开启运动模式、打开暖风等等，通过大功率放电的方式使动力电池升温。当你到达充电站后，动力电池的温度可能会达到可以允许大电流充电的工作状态，这样也能节省一部分充电时间。
另外，在电池活性相对较低的状态下使用快充，不用完全充满。只要充到刚刚进入涓流充电状态时就可以了，一般这个状态下soc会达到80%-90%，这样可以既可以满足使用需求，又能延长动力电池使用寿命。
■ 除了注意使用方法，有没有技术解决问题？
上一页末尾我们提到低温状态下给电动车充电前可以用一些方法，让动力电池组温度尽快升高，提升充电效率。那么，为什么不开发一种装置，直接给动力电池组加热呢？机智的工程师们早想到了这个点子，因此你在一些纯电动车的广告中会发现有些搭载了名为低温预热的配置。
目前，纯电动车型动力电池组预加热方式大体可分为两种，即外部加热与内部加热。前者主要是通过额外加热装置，尽快提升电池方式，后者采用交流电，直接刺激电池内部化学物质，使电池本身发热。
■ 外部加热
● 用“热得快”加热——热敏电阻加热
相信不少80后朋友都用过“热得快”烧水，其实动力电池组预热系统里有一种形式，其工作原理就和“热得快”差不多，这就是热敏电阻加热法。具体而言，工程师会选择使用感温元件布置在电池组附近，让它担任发热源头的职责。
按照纯电动车所处状态不同，预热结构的能量来源略有差异。比如车主在进行充电时，电池管理系统也就是BMS会监测电池状态，其中就包含电池组温度。充电枪物理连接完成的同时，如果电池组温度过低便会使用充电桩提供的电能进入预热模式。如果是在行驶过程中，电池组温度过低，那么能量来源则是动力电池组。
除了上面提到的使用热敏电阻为动力电池组预热的方法外，目前市面上主流的电动车预热方法还有电热膜加热。虽然二者在结构设计上存在明显差异，但从本质上看都是利用电热器件发热，达到提高电池组温度的目的，这里不再赘述。
● 用烧暖气的方法提升温度——液冷温控
在这个讲求效率的年代，只能应对一项工作的人或物都面临严峻挑战。对于电动车而言，只能完成加热工作的热敏电阻显然还有提升潜力。这时，能够兼顾预热与制冷的液冷温控系统得到了更广大的舞台。具体而言，它可以针对动力电池组整体热管理需求，在高温时对其进行冷却，低温状态时为其加热，您可以将其看做是复合型人才。
一般而言，液冷温控系统主要包括冷热交换器、加温装置、冷却液循环管路和液体循环动力源几个部分。它是利用冷热交换器或加温装置，控制动力电池温度提升或降低，各家车企会根据产品的电池组布置形式以及需求进行调整。
以通用这套系统为例，其液冷温控系统复杂度高。因此完成预热以后，相比热敏电阻加热的方式而言，效果保持更为持久。一般而言，液冷温控系统都能确保电动汽车行驶后，全程温度达到设定区间，无需或少量使用动力电池为温控系统提供能源。
■ 内部加热
● 靠山山倒，靠人人倒，不如靠自己升温
上面两种预热系统是目前市面上主流的温控方式，无论是使用热敏电阻，还是结构更复杂的液冷控制，它们都需要消耗一定电能。那未来有没有方法能够让电池自身更“抗冻”呢？答案是肯定。不过，现阶段这些方法还未经大范围验证，对电池是否会造成损害还处于未知。
全文总结：
无论是磷酸铁锂电池，还是三元锂电池，其处于低温环境中，都会因为正负极材料活性、电解液导电性降低受到影响。从结果上看，充电时间会相应增长，同时电量更难以充满。使用过程中，动力电池组“掉电”速度会明显加快。因此，为了解决问题，工程师开发出了电池预热系统以及热管理系统。通过调整电池组温度，从而减少环境温度对其产生的影响。因此，您购买纯电动车型的时候，不妨问销售一句“这车有电池预加热系统吗”？（文/图 汽车之家 唐朝）