较低的温度往往会降低电池能力,这意味着在较冷气候下,电动汽车的可能范围和性能较差。应对这一挑战 - 迫切需要尽快脱离化石燃料的运输 - 瑞典的一名研究团队最近证明了电动汽车电池电池在寒冷的气候下如何使用创新的热封装平台工作。
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热封装可以增加电动汽车的范围
化石燃料动力的运输正在逐渐淘汰,电池电动汽车每年都在新的车辆市场中占有更大的份额。电动汽车的货运市场增长最快,可用于转向电动的物流行业可获得巨大的好处。
货运公司需要随着时间的推移可靠地执行的车辆,有可能采用穿越整个大陆的常规路线。这些公司的电动汽车需要能够在极端条件下工作。
大多数电池电动汽车中使用的锂离子电池的充电效率降低,容量损失明显以及在低温下加速衰老。这对电动汽车的驾驶范围有负面影响 - 他们可以在电荷之间行驶多远。
为了继续发展电动汽车市场,制造商和研究人员致力于开发低温电池解决方案,以保持在寒冷气候中可接受的范围。
已经进行了研究以证明绝缘锂离子电池组可以帮助它们在低较低的外部温度下表现更好。但是,此技术以前尚未在电动汽车环境中进行研究,考虑了驱动器和充电周期。
瑞典查尔默斯技术大学的汽车工程和自治系统研究人员的一项新研究调查了热封装对大型锂离子电池组对电动卡车应用的影响。
研究人员说,电池气候到最佳的工作温度对于电池性能和寿命至关重要。如今,大多数电动汽车在寒冷的气候下运行时,都使用供暖系统将电池升至最佳的工作温度。除了将电池暴露于寒冷温度(降低其容量)外,这还排出电动汽车的电源并减少了范围。
该论文发表在期刊上应用的热工程在2022年,证明,用市售的热耐热材料封装电池可大大降低热量损失,并帮助电池保持最佳的工作温度。欧洲杯足球竞彩
测试和分析表明,当卡车停在过夜条件下时,热包装平台可以节省约15% - 在低至-25°C(-13°F)的环境温度下持续12小时。
瑞典汽车制造商沃尔沃(Volvo)也参与了这项研究。他们的部门Volvo Group Truck Technology正在开发货运和物流的电动汽车开发,并有望在可行的一旦实施电池封装技术。
您可以在寒冷的气候下使用电动汽车吗?
与大多数其他可用的电池类型相比,锂离子电池可充电,轻巧且能够更高的能量密度。它们比用于启动汽车内燃烧发动机的电池小。
当然,除了启动汽车外,电动汽车中的电池经常通过不同的模式或电源输出来保持其移动,并运行汽车外围设备,例如空调,娱乐和驾驶员辅助系统。
当锂离子电池暴露于寒冷温度时,它们的存储容量(对电荷之间可以存储多少能量的量度)在-15°C(5°F)左右下降到约77%。
放电能力是电池能够释放能量的速度的衡量标准 - 换句话说,它可以将其存储的功率转移到从中绘制的机器中的多少。在与上述相同的实验温度下,发现锂离子电池的容量约为82%。
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低温对锂离子电池容量和性能的直接影响,在寒冷气候下的电动车范围受到限制。
加热车辆的机舱区域需要在寒冷的气候中大量的动力(就像在炎热气候中冷却机舱一样)。测试表明,因此,当外部温度为-15°C(5°F)或更低时,电动汽车的范围减小到约45%。
这种巨大的电力消耗也许令人惊讶:汽油动力的车辆没有过多的加热要求。这实际上是由于内燃烧发动机中不可避免的效率低下所致,这些发动机会发出大量的热量 - 不用于推进的能量,通常会浪费。
另一方面,电动汽车使用更高效的电动驱动轴。这会产生最小的过量热量,因此在寒冷温度下留下了更大的加热需求。
目前,除了最极端的条件外,大多数电动汽车在所有方面仍能充分发挥作用。随着该领域的研发继续以快速的速度进步,电动汽车(并且在许多情况下已经这样做)将为地球每个角落提供可行的,更绿色的解决方案。
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参考和进一步阅读
Aris,A.M。和B. Shabani(2017)。锂离子细胞在低温条件下的实验研究。能源过程。doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.117。
Babu,A.R.,B。Minovski和S. Sebben。(2022)。在寒冷气候下运行的电动汽车的大电池组的热封装。应用的热工程。doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118548。
寒冷天气中的燃油经济性。[在线]能源部。可用网址:https://www.fueleconomy.gov/feg/coldweather.shtml
Laukkonen,J。(2021)。电动汽车在极度寒冷或热量中的表现如何?[在线] Lifewire。可用网址:https://www.lifewire.com/how-well-do-evs-work-work-in-extreme-cold-or-heat-5202163
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