钜大LARGE | 点击量：1668次 | 2020年04月20日
低温下，电动汽车快充问题如何解决？
随着我国新基建的启动，可以预测到，充电基础设施，会进一步渗透到我们的生活中。事实上，截至2019年，我国已经建成了全球最大的公共充电网络，一共铺设了51.6万根充电桩。其中2019年就铺设了12.9万，占到25%。
而且随着电动汽车续航的上升，电池容量增大，充电桩功率也提升的很快。第一代充电桩功率一般为50-60kW，而下一代新基建的充电桩功率在150/350kW这个层级，一下提高了2-6倍。
充电桩变多，充电功率变大，与此同时，一个新的充电问题愈发凸显——低温充电。
No.1
低温充电问题的出现
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电动汽车在低温下要保护电池，所以在-5℃时，充电速度会减慢。充电功率限值和电芯温度存在这种关系：
<0℃，5kW左右
0-5℃，10kW
5-15℃，45kW
>20℃，基本进入全功率阶段，这时候根据充电桩的差异，来调整充电电流。
充电桩功率变大后，功率折损的绝对数值也变得过大，低温充电这个问题就显得特别明显。那么该怎么解决呢？
No.2
低温充电如何解决?
影响快充的两个重要因素是，电芯阻抗和析锂窗口。其中电芯的阻抗和温度直接相关，低温会让电池内阻明显增大。
所以大部分车企在面对快充时，都把电芯加热作为切入点。将电芯温度快速提高，从低温区提高到，适宜充电的温度区间。
No.3
如何给电芯升温？
大部分电动汽车在考虑这个问题的时候，可分为两种不同的处理方式：
给电池配置专门独立的PTC，用来单独给电池加热
采用整车上共有的一套加热系统，供应换热
前者重要面向寒冷地区，它配置了特殊的加热模式。PTC的功率在2-4kW之间，通过电池管理系统BMS来控制：
小于-5℃：开启专用的PTC
大于15℃：关闭，这时电芯的功率提升至45kW以上，可以靠自发热带动快充功率提升
没有专用PTC的电池系统，重要适用于南方等温度比较高的区域。电池加热就要非专用PTC，也就是通过系统换热来实现电池加热。比如先利用空调PTC加热座舱冷却液，再通过热交换器，将座舱回路冷却液中的热量，转移到电池包中。
大部分车企，会在电芯温度达到15℃时，停止加热。为了更快的充电，有一些，比如特斯拉会把温度进一步提高，通过温度的控制把内阻降到最低。
如下图所示，这是不同SOC和不同温度下的内阻情况。在充电过程中，特斯拉会努力把温度控制在40度以上。
有一个比较有趣的地方，特斯拉没有配置专门独立的电池PTC，而是采用电机堵转的方式。使用电机的制热，把部分热量转移到电池包中。这样降低成本，巧妙的把专用PTC节省了下来。
No.4
低温充电的未来趋势
随着车辆智能化的提高，电池加热也可以更加灵活。
一方面，可以让用户选择是否提前加热电池；
另一方面，可以通过充电桩位置和续航里程等供应智能加热方法。
在充电之前和充电过程中，汽车里面的智能模块根据几个关键变量，SOC、电芯温度和车主达到充电桩的里程，计算得到一个组合结果，合理的利用电池加温的功能，把温度拉高然后快充。
电池的加热逻辑
未来有了这项功能，电动汽车在冬天就可以，根据剩余电量情况，提前热好车内的电池，从而在快充时达到最优的充电体验。
有关低温充电问题，车企一直在努力，不管是在电芯、PTC，还是软件层面。
相信未来随着充电基础设施的升级，和电动汽车的智能化发展，我们将改善低温快充体验，让电动汽车得到进一步推广。在各种环境条件下，都能够有效的使用，成为更广泛用户的选择。
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