(文章來源:汽車科學島)
眾所周知,任何類型的蓄電池在低溫環(huán)境中都會出現(xiàn)容量的下滑,比如電瓶車和電動汽車會因低溫出現(xiàn)里程縮短,電子設備的續(xù)航時間也不會例外地降低。造成這種現(xiàn)象的原因大致以下兩點。
低溫環(huán)境下電解液與負極隔膜之間的相容性變差,這點適合所有類型的蓄電池(鉛酸/鋰離子)。同時電解液會隨著溫度的降低而會磁縣粘度的增加甚至結凍,鉛酸電池的電解液是硫酸溶液也會受到影響,而在粘度變化甚至凝固后則會影響電池的導電率。也可以理解為電解液活性變差會降低傳輸能力,蓄電池充放電能力會變差,電量在放電過程中會出現(xiàn)過量的損耗。
低溫環(huán)境中鉛酸電池的鉛合金欄板內(nèi)部包含的海綿纖維活性物質性能會變差,隔板防止活性物質脫落的能力也會變差,蓄電池的整體工況會很糟糕。鋰電池在低溫環(huán)境中會出現(xiàn)鋰離子負極析出鋰的狀態(tài)比較嚴重,這些金屬鋰會與電解液發(fā)生反應,產(chǎn)生沉積物從而影響固態(tài)電解質厚度從而影響電池工況。
簡而言之,蓄電池對溫度會非常敏感,環(huán)境溫度越低蓄電池的充放電能力、電池容量、轉移阻抗以及使用壽命都會變差或降低。蓄電池理想的使用環(huán)境為25攝氏度左右,鉛酸電池不超過50攝氏度是最理想的狀態(tài),鋰電池不宜超過60攝氏度,過高的溫度也會造成電池工況變差。在了解了低溫對于電池容量的影響之后,影響到底會有多大、汽車蓄電池應該如何保養(yǎng)呢?
汽車使用的蓄電池(指啟動電池/電瓶),其參數(shù)標準大多為35/45/55Ah-12V,數(shù)字越大等于電池容量越大,大部分汽車會選擇45或55標準,不過也有少數(shù)存在“精簡配置行為”的車輛會使用小容量的電池。安時AH與電壓用以標準容量也許不太好理解,這三個標準的電池如果轉化為kwh(度)的話,會有多低呢?
35Ah-12V為0.42度45Ah-12V為0.54度55Ah-12V為0.66度這就是蓄電池的容量,由此可見其容量有多低了吧。而且這還是標準絕對容量,電池從生產(chǎn)落后隨即開始容量的下降,理論上電池絕對不會達到滿容量;且正常使用中鉛酸電池會因為電機硫化,活性物質逐漸失去活性以及電解液蒸發(fā)等因素的影響而出現(xiàn)持續(xù)下滑;鉛酸電池完整充放電在300~350次即可接近或達到報廢標準,在這一過程中容量會線性的下滑。不過這還是不是溫度的影響,環(huán)境溫度以25攝氏度為標準,溫度每下降1℃則電池容量縮減0.8%~0.1%,這又是什么概念呢?
假設車輛裝備的是45Ah-12(0.54度)的啟動電池,在使用1年左右之后容量假設為70%,也就是0.378kwh。此時環(huán)境溫度降低至零下5攝氏度,電池真實容量要再減去接近30%,那么容量剩余的只有不足0.27kw的電量。真實容量恰巧是額定容量的一半左右,此時蓄電池為車輛提供的“待機時間”是不是也要縮短了呢?
汽車在熄火后并不是完全斷電,車輛的防盜系統(tǒng)、鑰匙傳感器、電子設備靜態(tài)電流均在消耗電池容量;電子設備不多的老舊車輛靜態(tài)電流約100mah左右,加裝電子設備過多或原車電子設備過大的車輛,其靜態(tài)電流會超過200mah的存在。以0.27kwh的容量為標準,其容量僅足夠車輛熄火供電不足4.7天,而且這還是完全放空電池容量的時間節(jié)點。
汽車啟動發(fā)動機依靠的是大功率啟動電機,由電機帶動發(fā)動機曲軸的啟動瞬間耗電量很大(每秒數(shù)百甚至上千庫倫)。想要正常啟動發(fā)動機則需要電池有足夠的容量與電壓,所以在低溫環(huán)境中大多數(shù)車輛的蓄電池只能支撐2~3天的正常待機,再長一些則難以啟動了。
總結:溫度會電池容量的影響是非??鋸埖?,燃油動力汽車的啟動電池沒有溫控系統(tǒng)所以會加速損壞,并且降低待機時間。新能源電動汽車的生產(chǎn)技術標準要求安裝智能溫控系統(tǒng),以PTC模塊為主可保證蓄電池延緩損壞并保證正常放電狀態(tài);不過PTC本身會消耗部分電量,所以電動汽車在冬季也會出現(xiàn)20%~30%續(xù)航里程的衰減,這是難以克服的現(xiàn)象。
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