□ 胡立彪
“带上kindle,或下载好需要看的电视剧,从秋衣秋裤到毛衣羽绒服,戴上帽子和手套,再围上围巾,穿戴整齐,全副武装出门充电。”一位女车主近日发了条低温状态下给爱车充电的微博,这段“充满仪式感”的文字,引发许多网友关注,大家纷纷吐槽电动汽车冬季极差的使用体验。
所有的吐槽,都指向电动汽车冬季行驶里程严重缩水这一“低温低能”问题。从吐槽的表述看,不管是特斯拉还是比亚迪,也不管是老品牌还是新势力,只要是电动汽车,在北方的冬季,它们的实际行驶里程都大打折扣,只有经销商给出数据的2/3甚至一半。因此,车辆参数表显示的NEDC里程被车主们戏称为“欢乐表”。而这时段伺候电动车要百般小心,一些车主戏称这是“养了个爹”。
电动汽车发展这么多年,电池技术也革了多次命,但到目前为止,动力电池“低温低能”问题一直未有根本性改善。许多业内人士对此表示无奈:低温性能差是电池材料化学属性决定的,不改变材料就无法解决这一问题。
如果没有更大的革命性突破,真的就无法改变冬季使用电动车像“养了个爹”的命运吗?那倒不是。有专家表示,在接受动力电池“低温低能”这种情况的前提下,通过某些方法可以将“低能”的上限提高。动力电池的最佳工作温度是5℃~35℃,鉴于此,若采用一种保温方式,使电池处于最佳工作温度区间,就可以确保车辆里程少衰减。据了解,目前我国已经有了相关专利技术。同时,在使用层面,也可以采用室内停放、不要激烈驾驶、即停即充等措施,缓解低温状态下车辆里程衰减的问题。当然,基于“羊毛出在羊身上”的简单逻辑,给电池保温,若不是使用外部能量源加热,就只能自加热,而这样做是要损耗电池能量的,这个代价恐怕也不低,仍然会转化成里程焦虑。
说到“代价”,也曾有人试图在电池材料上作文章,用一种代价换取动力电池低温状态下正常工作而性能不降低,比如使用钛酸锂。用这种材料制成的电池可以实现-40℃正常工作。不过,钛酸锂材料也有它绕不开的缺陷:能量密度低,且导电性不好,制作过程也容易产生气泡。能量密度低的最大问题是,相比其他电池,同样储能需要更大电池体量,这与电动汽车追求小型化、轻量化的方向相悖,所以一直未能普及。
除了寻找天然适应低温的材料以外,另一个技术路线是利用辅助材料,提高现有正负极材料和电解质的耐低温性能。比如,在电解质中添加助剂。有的助剂可以提高负极与电解质之间的界面稳定性,以提高低温耐受能力;有的助剂可以提高电解液的低温导电能力,进而提高低温工作能力。低温电池技术,还在发展过程中,没有达到大规模商用的水平。瓶颈主要在于稳定性问题和成本问题。
在目前所有应对动力电池“低温低能”问题的解决方案中,最有前途的一种解决方案,是所谓“全气候电池”。事实上,多年前,美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳教授带领的研发团队就已开发出此类电池。全气候电池的原理很简单,就是通过改变电池设计结构实现电池自加热。与传统的外部加热方式不同,自加热技术能够快速提升电池温度。基于自加热技术的电池系统可在几十秒内使电池温度从-20℃上升到0℃以上。需要说明的是,自加热技术虽然只是改变电池结构,并不涉及电池材料的改变,但这种结构改变也是有代价的,那就是生产这种电池,需要厂商变更现有生产工艺和生产流程,花费不菲。而且,电池结构改变也意味着一定的安全风险。
许多业内人士看好全气候电池,认为它很有市场前景。但就目前情况看,它才刚刚走出实验室,还有待实践验证。不过,这并不会影响我们对新电池技术的追求和期许。技术层面讲,“低温低能”问题只是电动汽车发展路上的一个小坎儿,不是什么大障碍,影响不了电动汽车未来发展的整体走向。
《中国质量报》【车国春秋】