涂全一

摘 要：如果電池低溫性能出現(xiàn)劣化問題，就會影響到新能源汽車的發(fā)展，電池需要在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟认拢ＷC電池的充放電性能。因此低溫因素直接影響到電池的安全性和性能。本文在多個角度分析了新能源汽車動力電池低溫劣化問題，并且提出具體的技術(shù)手段，為企業(yè)發(fā)展提供具體的方向。

關(guān)鍵詞：多角度 新能源汽車 動力電池 低溫劣化 技術(shù)手段

通過低溫循環(huán)之后，鋰離子電池就會增加內(nèi)阻，并且降低容量。通過安全測試，可以明確經(jīng)過低溫循環(huán)自后會明顯降低電池的安全性，對比室溫循環(huán)電池，就會全部噴爆熱箱和內(nèi)部短路，提前熱箱測試失效時間。在低溫環(huán)境下，增大鋰離子的碳材料和SEI膜中的阻力，主要是因為表面析鋰的作用。分析電池失效激勵，在低溫條件下，負(fù)極沉積鋰枝晶，使鋰離子電池的安全性由此嚴(yán)重降低。結(jié)合新能源汽車的使用環(huán)境，新能源汽車電池必須適應(yīng)在高寒地區(qū)和冬季正常使用，如果低溫在0℃以下，就會降低電池充放電能力，在極低溫情況下，例如氣溫達到了-20℃以下，電池?zé)o法進行放電，這樣就會影響到新能源汽車的發(fā)展，因此需要保證電池良好的工作溫度，維持電池良好的充放電性能。

1.加熱結(jié)構(gòu)

1.1直接電熱手段

為了避免電池出現(xiàn)低溫劣化的問題，設(shè)計電池的加熱結(jié)構(gòu)具有明顯的效果，其中涉及到幾種不同的方法。利用直接電熱的方式加熱電池，這種技術(shù)手段比較直接，主要包括PTC加熱手段和其他電熱體，在該領(lǐng)域利用PTC熱敏電阻和其他電熱方式可以直接加熱電熱絲，避免電池出現(xiàn)低溫劣化的問題。例如某車載用蓄電池具備PLC加熱器組件，利用直接電熱方式可以簡化結(jié)構(gòu)，可以快速的升溫，具備明顯的效果，而且這項技術(shù)手段還申請了專利。

1.2空氣加熱手段

空氣加熱方式以空氣作為傳熱介質(zhì)加熱電池，避免低溫劣化的問題，以熱源為基礎(chǔ)，主要劃分電熱方式和空調(diào)熱源以及發(fā)動機熱源進行電池加熱，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。例如二次電池模塊，利用電加熱器加熱空氣，使空氣流過電池，加熱升溫電池，避免電池出現(xiàn)低溫劣化問題。例如通過空調(diào)裝置產(chǎn)生熱空氣，對于電池進行加熱，可以輸送發(fā)動機廢氣的熱能，向電池輸送熱量，進一步實現(xiàn)加熱，可以避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。

利用空氣作為傳熱介質(zhì)加熱電池，有利于防止低溫劣化的問題，這種方式屬于間接加熱通常都是利用其他熱源加熱空氣，同時還要結(jié)合其他系統(tǒng)。

1.3液體加熱手段

液體加熱通常都是以液體為主要的傳熱介質(zhì)，通過加熱電池避免出現(xiàn)低溫劣化的問題，利用電熱方式和發(fā)動機熱源等加入電池，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。例如可以利用發(fā)動機的熱量加熱液體，使電池由此升溫，避免地池出現(xiàn)低溫劣化的問題。也可以設(shè)置截圖都加熱元件，例如加熱介點流體，通過加熱電池組件，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。也可以利用空調(diào)系統(tǒng)的冷卻劑加熱器對于電池進行加熱，冷卻劑加熱之后再向電池系統(tǒng)中引入熱量，通過加熱電池避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。

如果傳熱介質(zhì)為液體，加熱電池可以避免出現(xiàn)低溫劣化的問題，這種方式屬于間接加熱，需要利用其他熱源加熱液體，同時還要結(jié)合其他系統(tǒng)完成加熱。

1.4相變材料加熱手段

相變材料加熱手段主要是利用相變材料，因為相變材料在特定溫度下可能會發(fā)生相變，通過釋放熱量提高電池的溫度，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。例如可以利用相變材料發(fā)出結(jié)晶熱，加熱電池，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。利用相變材料的結(jié)晶熱雖然可以加熱，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題，與此同時結(jié)構(gòu)也比較簡單，但是系統(tǒng)成本相對較高，因此需要酌情考慮應(yīng)用。

2.充放電加熱方法

充放電加熱手段指的及時電池在充電放電的時候，電池當(dāng)中流過電流，因為電池具備內(nèi)阻，電流流過的時候電池就會出現(xiàn)熱量，以此為基礎(chǔ)對于電池實施預(yù)熱，提高電池的溫度，避免電池出現(xiàn)低溫劣化。例如可以利用充電和放電脈沖電力對于電磁模塊起到供應(yīng)作用，這樣也可以提高電池的溫度，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。也可以利用預(yù)定頻率產(chǎn)生的波紋電流，使電池實施充放電，電池可以因此產(chǎn)生熱量，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。

利用充放電加熱電池方式比較直接，不需要利用其他加熱構(gòu)件，應(yīng)用的系統(tǒng)比較簡單，可以極大程度的省略成本。

3.加熱控制

為了更好的控制電池升溫，避免低溫劣化問題，控制加熱升溫的過程，通過控制加熱升溫過程，控制加熱升溫過程。其中包括幾種不同的方法。

3.1控制溫度信號

結(jié)合溫度信號對于電池加熱過程給予控制，維持電池在合適溫度范圍內(nèi)，避免電池出現(xiàn)低溫劣化的問題，例如可以利用溫度信號控制加熱的實際過程，保證可以均勻分布電池溫度，保證溫度的合理性，避免出現(xiàn)低溫劣化等問題。

3.2控制溫度信號和電壓信號

利用溫度信號和電壓信號對于電池的加熱過程進行有效的控制，維持電池在合適的溫度范圍內(nèi)，這樣一來電池低溫劣化問題就可以得到控制。例如可以結(jié)合電池溫度信號和電壓信號，對于電池的升溫過程給予控制，保證電池始終維持在合理溫度范圍內(nèi)，必避免出現(xiàn)溫劣化的問題。

3.3控制溫度信號和電量信號

利用溫度信號和電量信號對于電池的加熱過程給予控制，保證電池維持在合理溫度范圍內(nèi)，可以避免電池出現(xiàn)低溫劣化等問題。例如可以對于溫度信號和電量信號給予控制，由加熱控制部發(fā)出具體的指令，加熱鋰離子電池，以便達到規(guī)定的目標(biāo)溫度，保證電池可以維持合適的溫度，避免出現(xiàn)低溫劣化的問題。

結(jié)束語

通過本文對于新能源汽車動力電池低溫劣化問題的論述，提出具體的解決措施，改善動力電池的工作溫度，可以提升電池的電學(xué)性能，因為加熱方式存在差異性，需要結(jié)合實際情況設(shè)計新能源汽車動力電池結(jié)構(gòu)，同時需要考慮經(jīng)濟性和可行性。

參考文獻

[1] 于智龍. 基于自放電技術(shù)的電動車用鋰動力電池SOC預(yù)測算法研究[D]. 東北林業(yè)大學(xué)， 2013.

[2] 邢海霞. 鋰離子電池高溫存儲性能的影響因素和機理研究[D]. 2014.

[3] 李學(xué)哲， 封孝輝， 張有東， et al. 動力鋰電池劣化失效評價方法及系統(tǒng)的研究[J]. 煤礦機械， 2016， 37（1）：219-221.

[4] 趙磊. 錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰混合材料在鋰離子動力電池正極方面的應(yīng)用研究[J]. 2016.

[5] 鄒幽蘭. 基于退役鋰動力電池容量、內(nèi)阻和荷電狀態(tài)的建模與參數(shù)估計[D]. 中南大學(xué)， 2014.