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电动车只是几块电池就完事?事实原来是这样的

2019年04月03日 10:43:01
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新能源车,特别是纯电动车大多售价高昂,但你知道为什么会这么贵吗?事实上曾经有外媒详细分析过,一辆纯电动车的成本大头,主要集中在电池组的造价上。实际上根据电池业内人士提供的数据,目前车用锂电池每千瓦时的造价就高达3000元人民币以上,而如果根据一辆纯电动车电池组提供的总功率为60千瓦时来计算,单单是电池的造价,就要18万人民币。

看到这里你可能会问了,不就是锂电池嘛,充电宝几十块有交易,手机上的电池也就是几十块钱,怎么到电动车上就要价十几万了?纯电动车的电池,到底有什么我们不知道的黑科技?

电池组本身并不稳定

目前汽车上使用的电池有很多种技术规格,但最常用的还是锂电池。尽管车用锂电池在细分结构上和手机电脑等电子设备上存在差别(主要体现在车用锂电池安全性更高)但结构上,所有的锂电池工作原理和结构都是类似的。

锂电池依靠电池内的锂离子移动从而完成放电或充电。电池本身其实就像地铁车厢,在电池低电量状态下,电池里的锂离子可以以非常高的速度跑到电池的另一边,就像一辆空车到站,大家可以跑进车厢里找位置坐一样。这个时候的电池是可以承受非常高的充电功率的。但这也会带来一个问题:充电功率太高,锂离子跑得太快,就会让整个电池变热,充电功率越大,电池温度越高,就像你高速冲进地铁车厢容易撞到人一样,这个时候的电池,会变得很热。

你以为这就是电池起火的元凶?并不是,这时候的充电功率虽然很高,但因为电池本身没有多少电,相对还是挺安全的,问题是接下来的阶段。好了,这时候电池在大功率充电下已经有一定电量了,这时候如果你还保持这么高功率充电,不断撞进地铁车厢的人就很容易和那些已经在车厢里的人撞到一起,脾气暴的可能会直接打起来。

想想看,如果一节地铁车厢里不断发生这种乘客打架的现象,会演变成什么?是的,局部打架的范围会不断扩大,最后的结果,就是整个电池组发生剧烈燃烧甚至爆炸。

那怎么办?

其实说白了,电池自燃的元凶有两个,一个是上文提到的高温,另一个是电池组本身进水短路。对于第一种,现在大多数纯电动车的电池组都有一个称为电池温度管理系统的东西。

电池温控系统会在检测到某一块或几块电池出现异常高温时选择切断该电池模块(一个电池组由很多个模块组成)的供电,又或者单独切断那些高温电池的供电。直接断电是解决高温问题的最好办法。如果是充电时出现局部温度过高,电池温控系统同样会选择暂时切断某个模块甚至整个电池组的充电进程来保护电池。

而至于电池组本身进水短路,这是电池温控模块无能为力的事情,一般来说有两种办法防止车辆电池组的短路。第一个当然是加强电池组的防护,但电池组本身也需要散热,加强防护势必意味着影响散热,如何平衡散热和进水防护,这是摆在所有纯电动车企业面前的大难题。另外一个办法,是通过电动车自身的PMS(能量管理系统,电动车的大脑)系统找到湿度过高或者出现短路现象的电池组模块并予以断电。

但这种方式的难度在于如何有效且正确地“找到”短路的位置,而且哪怕PMS知道短路的位置并作出断电措施,有时候也无法阻止水流向电池组的其他模块,所以遇到这种情况是全车断电(直接切断整个电池组供电并进入保护模式)还是选择性地切断某一个或几个模块,这同样考验着厂家的研发人员。

后记:电动车自燃可消除,关键在于预防

实际上电动车的自燃风险是可以被消除的,前提是车辆本身的PMS系统足够聪明且足够有效,光是这一点,技术难度已经非常高。更何况除了PMS系统的研发和调校之外,怎样做好电池组的防水防潮,还不能影响散热,还要防止电池组低温失效,这其中的每一个问题,都不是好解决的。

所以千万别小看“只是电池加个电机”的纯电动车,藏在这些新能源车背后的技术壁垒和技术难度,可能远超你的想象之外。

(文章视频图片来源于网络)

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