电车的电池预加热是指在电车启动或充电前,通过一定的技术手段将电池温度提升到适宜工作范围的功能,以下是关于它的详细介绍:
必要性
- 提升电池性能:电池的理想工作温度一般在15℃-40℃。低温下,电池内部化学反应速率变慢,导致电池充放电能力降低,电车续航里程缩短、充电时间延长,动力性能也会受影响。
- 延长电池寿命:低温使电池内部化学物质老化加速,电极结构易被破坏,反复在低温下充放电会减少电池循环使用寿命。
- 降低安全风险:极低温度下,电解液可能凝固,电池无法工作,且低温充电时,负极表面易形成锂枝晶,刺穿隔膜会引发短路,存在安全隐患。
原理及组成
- 主要原理:通过外部热源或利用电池自身特性产生热量,来提升电池温度,使电池内部化学反应能在适宜条件下进行。
- 系统组成:一般由控制器、加热器、温度传感器和相关线路组成。温度传感器实时监测电池温度,将数据反馈给控制器,控制器根据设定阈值控制加热器工作,调节电池温度。
实现方式
- 外部加热
- PTC加热:正温度系数(PTC)元件加热,具有高效、安全、自动恒温特点,当电流通过PTC元件,其电阻随温度升高而增大,产生热量,广泛应用于电车电池预加热。
- 加热膜加热:如硅胶加热膜和挠性电加热膜等,可根据热管理需求对电池组加热,但可能存在局部温度不均问题。
- 液体循环加热:通过液体循环均匀加热电池包,由泵驱动导热液体在管道中循环,经加热器加热后,将热量传递给电池,加热均匀、效率高,是主流方法之一。
- 鼓风加热:通过外部空调向电池包内吹送热风,但风道设计要求高,加热效果有限,较少使用。
- 内部加热:利用交流电在一定频率范围内直接作用于电池正负极,激发电池中的化学物质,使电池以充放电形式自身发热,但此方法是否会对电池造成损伤还需进一步验证。
应用场景
- 充电前预热:在寒冷环境下充电前,提前启动电池预加热功能,可提高充电效率,减少充电时间,保护电池。如小鹏P7的一键导航充电站预加热功能,能让车辆在前往充电站途中就开始预加热,使电池到达时处于最佳温度状态。
- 车辆启动前预热:车辆在低温环境下静置一段时间后,启动前进行电池预加热,可提升电车动力性能、续航里程等,改善驾驶体验。