動力電池在使用過程中持續(xù)充放電會對電池溫度產(chǎn)生影響，電池溫度過高或過低都會影響電池系統(tǒng)的性能、壽命和安Q全性。因此，其對溫度的適應(yīng)性已成為制約其在電動汽車上應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一，電池?zé)峁芾硪殉蔀楸ＷC電池性能、使用壽命和可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。

動力電池的最佳工作溫度為15℃～45℃，實際工作溫度范圍為-30℃～60℃。在冬季運行期間，電動汽車的行駛里程通常會下降。造成這種情況的原因是動力電池系統(tǒng)本身在冬季的放電容量低于常溫下的放電容量。如果同時開著汽車空調(diào)，電動車在冬季運行時續(xù)航里程嚴(yán)重不足。在低溫下，鋰離子本身的話性相對較低，電解質(zhì)大多處于固態(tài)或半固化狀態(tài)。當(dāng)鋰離子遷移時，電圖高，活性差導(dǎo)致放電性能差。

1、低溫試驗

測試對象：電池模組，43.8V，37.0Ah

檢測設(shè)備：恒溫恒濕試驗箱、充放電設(shè)備

試驗方法：選取環(huán)境溫度為25℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃的5個溫度點，分別以1C、0.3C、0.5C的放電倍率進行放電測試。根據(jù)整車試驗得到的實際工況道路譜，將其轉(zhuǎn)換為工況電流，分別在25℃、0℃和-20℃環(huán)境溫度下進行放電測試。記錄上述測試的溫度、容量、能量、電壓、電流等數(shù)據(jù)。

2、測試結(jié)果

2.1放電平臺

在不同的環(huán)境溫度下，電池的放電平臺隨著環(huán)境溫度的降低而降低。在-20℃時，放電平臺在放電初期迅速下降，達(dá)到“低谷”階段。這是因為在低溫下，電解質(zhì)處于凝固或半凝固狀態(tài)，電解質(zhì)的電導(dǎo)率下降，導(dǎo)致放電平臺迅速下降。

隨著放電過程的進行，放電平臺緩慢上升至高原階段。在此期間，隨著放電過程的進行，電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量，使電解質(zhì)熔化，導(dǎo)電率提高，電子流動阻力降低，放電平臺升高。在達(dá)到正常放電平臺后，放電趨勢與室溫下相同。雖然電池放電平臺的變化趨勢相同，但隨著環(huán)境溫度的降低，電壓平臺也隨之降低。

環(huán)境溫度越低，電壓平臺的“波谷”越低。對比三種放電倍率，可以看出，在0℃以上的放電平臺差異不大，而在0℃以下的放電平臺下降較多。與不同環(huán)境溫度相比，環(huán)境溫度越低，放電時間越短。

2.2電池表面溫度

比較了不同放電倍率和環(huán)境溫度下的溫差變化。在相同放電倍率下，環(huán)境溫度越低，溫升越大。這也表明，在低溫下，更多的能量用于電池加熱，導(dǎo)致更小的能量輸出。

在相同的環(huán)境溫度下，放電倍率越低，電池表面的溫升越小。這表明當(dāng)環(huán)境溫度較低時，應(yīng)使用較小的電流進行放電。一個作用是保證電池能量的輸出效率還有一個是保證電池的使用壽命。

2.3放電容量

從測試結(jié)果可以看出，在相同的放電倍率下，隨著環(huán)境溫度的降低，放電容量逐漸降低。在環(huán)境溫度為-20℃時，0.3C放電釋放的能量zui低，為25℃時的86%。放電倍率越小、環(huán)境溫度越低，放電量越小。在環(huán)境溫度為25℃時，0.3C的放電容量略高，而在其他溫度點下，1C的放電容量更高。

3、結(jié)論

在低溫環(huán)境下，電池中鋰離子活性相對較低，電解質(zhì)流動力大，導(dǎo)電率降低，放電容量降低，影響純電動汽車的運行。

（1）放電平臺會隨著環(huán)境溫度的降低而減小，在環(huán)境溫度低于0℃時會出現(xiàn)"低谷"。“低谷”后，放電平臺會緩慢上升，上升到一定程度時，放電平臺的變化趨勢與常溫下放電平臺的變化趨勢一致。

（2）隨著環(huán)境溫度的降低，放電時間越短，放出的電量越小。在相同溫度下，1C容量>0.5C容量>0.3C放電容量。

（3）隨著環(huán)境溫度的降低，溫升增加。在環(huán)境溫度為-20℃時，1C放電階段，電池溫度升高35℃，更多的能量用于電池加熱。降低了放電容量。

（4）在測試的溫度點中，環(huán)境溫度為-20℃時，0.3C時的放電容量*低。25℃時放電容量為86%。

（5）在工作條件下放電時，當(dāng)環(huán)境溫度為-20℃時，電池在0℃以下使用。這種操作條件對電池的壽命有重大影響。建議在低溫環(huán)境下對電池系統(tǒng)進行絕緣、加熱等處理。

審核編輯：湯梓紅