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改善电池及热管理技术,扩大续航里程对于电动汽车推广至关重要

日期:2023-05-22    来源:智能网联汽车网

国际充换电网

2023
05/22
14:15
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关键词: 电动汽车 电池技术 特斯拉

未来的电池技术和车辆热管理可能有助于提高续航,并减少续航焦虑。

特斯拉Model 3 Performance AWD的最大电池续航里程为372英里。但同一车辆在相同条件下的最大电池续航里程也为310英里。

根据最新的标准普尔全球移动消费者洞察调查,2021年每10人中就有8人表示有兴趣购买电动汽车,但在2022年,只有每10人中就有6人表示有同样的愿望。这种回溯的主要原因是缺乏充电站以及电动汽车的充电时间长。虽然超过三分之二的受访者认为150至350英里的电动汽车行驶里程是可以接受的,但许多受访者表示了驾驶里程的担忧。

尽管一些行业领导者表示,充电时间已经取代了续航里程焦虑,成为关键的信任障碍,但极端气候条件可能会使特定的续航里程问题重新发挥作用。负责调节电池和内部驾驶室温度的车辆热管理系统的差异可能导致电动汽车的额定范围和实际现实世界范围之间的显著偏差。例如,在极冷的条件下,宝马i3可能会损失高达50%的可用行驶里程。

事实证明,在现实条件下,调和BEV额定范围与实际行驶范围之间的差异是一项挑战。电动汽车的额定或制造商广告的驾驶范围通常通过使用一组特定的参数和条件在预定的路线上进行测试来确定。由于某些国家在测试期间应用不同的驾驶标准或周期,这可能导致同一车辆在不同地区具有不同的驾驶范围结果。

与欧洲全球协调轻型车辆测试程序(WLTP)或中国本地测试周期(CLTC)相比,美国环保局的联合驾驶周期进一步对所有公布的数字应用了校正系数,导致范围值低于理论上可能。案例-据报道,上述特斯拉Model 3的可用范围根据地区要求存在20%的差异。

其他因素,如更高的车辆体重或更大的正面面积,有助于空气阻力和阻力,也可以降低额定范围-特别是在恒速高速公路驾驶测试中。总体而言,统计分析显示,重量、电机功率和电池容量对BEV的实际行驶里程影响最大。由于在过去的二十年里,消费者对SUV表示偏爱——它们本质上比湿滑的轿车更大、更重、空气动力学更小——这加剧了工程挑战。

除了这些车辆参数外,驾驶概况——在速度、加速、制动和其他驾驶行为方面控制车辆运行方式的模式——每个地区所独有的,也会影响车辆的效率和整体能耗。这种复杂性使得比较不同地区批准的车辆的驾驶范围变得极其困难。

为了在各地区进行更好的模型与模型比较,S&P Global Mobility根据WLTP进行了标准化的驾驶范围,这为车辆在现实驾驶条件下的续航里程和效率提供了更现实的测量。对2017年至2022年期间售出的900多台BEV的分析表明,电池容量与续航里程呈正相关,特别是在小段车辆中。

由于较新的电动汽车型号将具有更高的电池能量密度——由设计优化驱动,并通过电池到包装等概念去除冗余电池家具——驱动范围预计将并行增加。标准普尔全球移动公司预测,在这种改进的推动下,生产的BEV的平均电池容量将从2022年的60千瓦时增加到2030年的79千瓦时。

因此,电池技术的创新是增加BEV行驶里程的最有效方式。使用带有锂金属或硅阳极的固体电池,优化电池组能量密度,或电池到电池或电池到结构技术,看起来都有希望实现扩展范围。

另一方面,必须对调节温度和电池调节的热管理系统给予同等的注意。环境温度会影响电动汽车的行驶范围和电池性能。由于电动汽车电池在狭窄的最佳范围内运行,低于或高于的温度可能会显著降低其性能,甚至引起安全问题。

S&P Global Mobility进行了建模工作,以客观地量化模拟条件下的电动汽车范围,更准确地反映现实世界条件,以及在模拟温带、大陆和炎热沙漠气候的三种不同气候剖面下。

为了实现适当的电池调节,制造商越来越多地使用冷却剂来冷却和预热电池。在寒冷的气候下,管理车辆车厢内的温度对续航里程和乘员的舒适度都很重要。使用热泵可以节省能源并增加行驶范围,但在明显较低的温度下,它们的效果不如电流电加热器。

虽然存在其他节能选项——包括提供个性化温度、辐射表面或加热方向盘的软件控制——但它们只会使购买电动汽车更加昂贵。

解决现实生活中的驾驶范围问题将继续要求汽车制造商和供应商在电池技术和热管理系统方面取得进步。那些能够平衡成本、舒适度和效率,同时考虑区域测试标准和驾驶模式的人,在缓解续航里程焦虑和增加电动汽车的采用方面将更有效。


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