為什么蓄電池一到冬天就大打折扣?
汽車(chē)在夏季熄火停車(chē)十余天,車(chē)輛仍可正常啟動(dòng)。而在冬季停車(chē)四五天車(chē)輛則會(huì )出現虧電無(wú)法啟動(dòng)的情形。為什么車(chē)輛的“待機時(shí)間”會(huì )像手機一樣大大縮短,電池容量與溫度有什么關(guān)系呢?

蓄電池與溫度的關(guān)系
眾所周知,任何類(lèi)型的蓄電池在低溫環(huán)境中都會(huì )出現容量的下滑,比如電瓶車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)會(huì )因低溫出現里程縮短,電子設備的續航時(shí)間也不會(huì )例外地降低。造成這種現象的原因大致以下兩點(diǎn)。
1、低溫環(huán)境下電解液與負極隔膜之間的相容性變差,這點(diǎn)適合所有類(lèi)型的蓄電池(鉛酸/鋰離子)。同時(shí)電解液會(huì )隨著(zhù)溫度的降低而會(huì )磁性粘度的增加甚至結凍,鉛酸電池的電解液是硫酸溶液也會(huì )受到影響,而在粘度變化甚至凝固后則會(huì )影響電池的導電率。
也可以理解為電解液活性變差會(huì )降低傳輸能力,蓄電池充放電能力會(huì )變差,電量在放電過(guò)程中會(huì )出現過(guò)量的損耗。

2、低溫環(huán)境中,鉛酸電池的鉛合金欄板內部包含的海綿纖維活性物質(zhì)性能會(huì )變差,隔板防止活性物質(zhì)脫落的能力也會(huì )變差,蓄電池的整體工況會(huì )很糟糕。
鋰電池在低溫環(huán)境中會(huì )出現鋰離子負極析出鋰的狀態(tài)比較嚴重,這些金屬鋰會(huì )與電解液發(fā)生反應,產(chǎn)生沉積物從而影響固態(tài)電解質(zhì)厚度從而影響電池工況。

簡(jiǎn)而言之,蓄電池對溫度會(huì )非常敏感,環(huán)境溫度越低蓄電池的充放電能力、電池容量、轉移阻抗以及使用壽命都會(huì )變差或降低。蓄電池理想的使用環(huán)境為25攝氏度左右,鉛酸電池不超過(guò)50攝氏度是最理想的狀態(tài),鋰電池不宜超過(guò)60攝氏度,過(guò)高的溫度也會(huì )造成電池工況變差。

蓄電池理論容量與溫度導致的下滑比例
汽車(chē)使用的蓄電池(指啟動(dòng)電池/電瓶),其參數標準大多為35/45/55Ah-12V,數字越大等于電池容量越大,大部分汽車(chē)會(huì )選擇45或55標準,不過(guò)也有少數存在“精簡(jiǎn)配置行為”的車(chē)輛會(huì )使用小容量的電池。安時(shí)AH與電壓用以標準容量也許不太好理解,這三個(gè)標準的電池如果轉化為kwh(度)的話(huà),會(huì )有多低呢?
35Ah-12V為0.42度,45Ah-12V為0.54度,55Ah-12V為0.66度。這就是蓄電池的容量,由此可見(jiàn)其容量有多低了吧。而且這還是標準絕對容量,電池從生產(chǎn)落后隨即開(kāi)始容量的下降,理論上電池絕對不會(huì )達到滿(mǎn)容量。且正常使用中鉛酸電池會(huì )因為電機硫化,活性物質(zhì)逐漸失去活性以及電解液蒸發(fā)等因素的影響而出現持續下滑。
鉛酸電池完整充放電在300~350次即可接近或達到報廢標準,在這一過(guò)程中容量會(huì )線(xiàn)性的下滑。不過(guò)這還是不受溫度的影響,環(huán)境溫度以25攝氏度為標準,溫度每下降1℃則電池容量縮減0.8%~0.1%,這又是什么概念呢?

假設車(chē)輛裝備的是45Ah-12(0.54度)的啟動(dòng)電池,在使用1年左右之后容量假設為70%,也就是0.378kwh。此時(shí)環(huán)境溫度降低至零下5攝氏度,電池真實(shí)容量要再減去接近30%,那么容量剩余的只有不足0.27kw的電量。
真實(shí)容量恰巧是額定容量的一半左右,此時(shí)蓄電池為車(chē)輛提供的“待機時(shí)間”是不是也要縮短了呢?

汽車(chē)在熄火后并不是完全斷電,車(chē)輛的防盜系統、鑰匙傳感器、電子設備靜態(tài)電流均在消耗電池容量。電子設備不多的老舊車(chē)輛靜態(tài)電流約100mah左右,加裝電子設備過(guò)多或原車(chē)電子設備過(guò)大的車(chē)輛,其靜態(tài)電流會(huì )超過(guò)200mah的存在。以0.27kwh的容量為標準,其容量?jì)H足夠車(chē)輛熄火供電不足4.7天,而且這還是完全放空電池容量的時(shí)間節點(diǎn)。
汽車(chē)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機依靠的是大功率啟動(dòng)電機,由電機帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機曲軸的啟動(dòng)瞬間耗電量很大(每秒數百甚至上千庫倫)。想要正常啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機則需要電池有足夠的容量與電壓,所以在低溫環(huán)境中大多數車(chē)輛的蓄電池只能支撐2~3天的正常待機,再長(cháng)一些則難以啟動(dòng)了。

總結:溫度對電池容量的影響是非??鋸埖?,燃油動(dòng)力汽車(chē)的啟動(dòng)電池沒(méi)有溫控系統所以會(huì )加速損壞,并且降低待機時(shí)間。
新能源電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)技術(shù)標準要求安裝智能溫控系統,以PTC模塊為主可保證蓄電池延緩損壞并保證正常放電狀態(tài)。不過(guò)PTC本身會(huì )消耗部分電量,所以電動(dòng)汽車(chē)在冬季也會(huì )出現20%~30%續航里程的衰減,這是難以克服的現象。

#新能源汽車(chē)##科技曼曼談##科技快訊##軟件工程師##硬件工程師#
*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布,僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn),如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。