摘要
新能源汽车的出现遵循了时代的满足,其本身的环保、经济等特点广受人民群众的喜爱。同样新的问题也随之而来,新能源汽车高压电池本身存在安全隐患,很多车主由于没有定期做好保养等措施而发生交通悲剧。本文主要介绍新能源汽车动力电池工作原理及基本结构,简述分析动力电池技术现状,以及在保养与维护新能源汽车工作中注意的事项。针对新能源汽车动力电池维护与保养策略进行探究并提出个人见解及简单列举实例并进一步探讨动力电池在实际运用过程中的对策。
关键词:电动汽车;动力电池;维护与保养
1绪论
随着时代的进步,我国汽车保有量日益增长,据统计2020年中国机动车保有量达到了3.65亿辆,截至2021年6月更是达到3.84亿辆。汽车对环境的污染很大内燃机燃烧排放出大量的温室气体加剧温室效应其次尾气中排除的化学物质危害人体健康。因此不得不寻找新的能源运用在汽车上。为响应国家发布的多项条令,越来越多的新型电动汽车涌入汽车市场。为促进新能源汽车产业的发展我国自2010年提出相关补贴于2018年正式颁布“新能源补贴政策”该政策大力推动了我国新能源汽车的发展打开了新的汽车市场。
2新能源汽车与传统汽车维护保养的区别
传统汽车的核心是发动机和变速箱,因此保养也主要是针对发动机系统的保养,需要定期更换机油、三滤等。纯电动汽车与传统汽车最大的区别就在于动力上,核心为电动机和电池组且需要进行日常的维护。其次就是定期保养以检查和调整为主,新能源汽车保养主要是针对动力电池系统、电机系统、电器电控系统、冷却系统、空调系统、车身系统、传动及悬挂系统、制动系统、转向系统、这九大系统。同时也要检查高压线束的绝缘状态,避免发生车辆漏电,保证汽车的行驶安全。
2.1纯电动汽车的维护与保养
目前,国内新能源汽车基本上都是基于传统汽车的平台,改变了车辆的部分制造工艺生产的。北汽新能源汽车EV200沿用了绅宝D20的车身模块。为保障驾驶安全,我们要注重新能源汽车自身的调养与整修。下面是以北汽新能源车EV200为例,电动汽车的保养分A级保养和B级保养,车辆建议保养周期如表2-1所示。
维护保养周期以车辆的里程表读数或月数进行选择,以先到为准。当车辆行驶里程超过5万公里或30个月,新能源汽车可按相同周期进行维护与保养。通过上面两个表格,我们可以看出北汽新能源车与传统汽车的保养项目中最大的区别就是对动力电池系统和电机系统的日常保养,制动系统、转向系统和空调系统等内容基本上一致,传统汽车中需要机油、三滤、皮带等常规保养,相比之下,北汽新能源汽车的保养工作简单很多。
2.2传统汽车的维护与保养
定期维护是指按照规定的时间表实施的预防性维护,需要停机进行清洗,检查、调整、以及故障排除,对某些零件进行修理和更换等。例行维护指车辆行驶一定里程或一定时间后,更换机油和机油过滤器,并对车辆进行常规检测的过程。定期维护包括日常维护和1、2级维护。非定期维护包括季节性维护和走合期维护。一般日常维护围绕“三检四漏四清”的基本原则,三方面的检查一般是指开车前后及行驶中的安全状态;车辆四个地方的泄漏是要注意防止漏电、漏水、漏油、漏气以及保证车辆整洁和车况完好;以及四个地方的清洁是机油、空气、燃油滤清器和电池的清洁。
一级维护首先需要注意车辆的行驶里程及使用年限。以清洁、润滑、紧固为作业中心内容,并检查有关制动、操纵等安全部件。二级维护主要以检查、调节转向摇臂、更换等具有一定磨损或变形的安全部件为主,并拆检轮胎互调,检查调整发动机工作状况和排气污染控制装置等;走合期维护主要针对大修车和新车,需检查所以的运行零部件前提是在使用一段时间后再进行维护。
每台车出厂时都配有《汽车保养项目表》如图2-1所示,保养项目和周期通常以行车里程来制定的其保养的项目和周期也是有所差别的。其目的是通过定期保养达到汽车的最佳使用性能和延长汽车使用寿命。
图2-1汽车保养项目表
2.3对比分析
2.3.1结构组成对比
新能源汽车和传统汽车,除了其动力系统不一致以外,其它的如制动,转向等一些系统,基本上和传统燃油车相差无异,如表2-2所示。
2.3.2保养项目对比
新能源汽车和传统汽车主要的区别:新能源汽车主要进行核心三电保养,则传统汽车主要进行动力总成保养。
(1)三电即电池、电驱、电控三大系统是电动汽车最核心的技术系统,直接影响电动汽车的最终性能。
动力电池是新能源汽车的心脏,其电池的关键在电芯上材料的选用,与传统汽车的油箱类似的是动力电池系统通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束、保护外壳、其它零部件等组成。电驱由三部分组成:传动机构、电机、逆变器。目前新能源汽车国内外的传动机构都是单机减速,即没制动也没变速。电机由定子、转子、壳体组,驱动电机承担了新能源汽车运动相关的所有功能,正转即向前行驶,反转即为倒车,目前汽车上主要用的电机分别为直流电机、永磁电机、感应电机。逆变器是把直流电变为交流电的设备,一台电动汽车的逆变器能支持较高电压,则相应的电压充电流较大,功率较大,这意味着同样电流进行充电,充电功率可以等比例放大,即充电时间会缩短,这也是提高充电效率的关键。电控系统作为传统汽车上变速箱的代替,其性能上直接决定了电动汽车的上坡、加速、最高速度等主要性能指标。
三电作为新能源汽车的核心部件,同时也是新能源汽车动力所产生的部件,三电系统在做保养的时候,只是针对相对应的部件做检查,首先,电池和电控部分在保养的过程当中是通过电脑进到系统内部去读取它的一些故障码,通过数据去看,这些系统有没有问题,对电池组和电动机进行日常的养护,并保持其清洁即可。
(2)传统燃油车在核心部件上面做保养,主要以定期更换三滤、冷却液的检查及补充、调整气门的间隙、火花塞的检查等为主。
发动机三滤一般为空滤、机滤、汽滤三种。在汽车发动机上对空气、机油和汽油有着过滤的作用。发动机中常用的空气滤清器主要有空气滤清器、纸质干式空气滤清器等。其作用是保证清洁的空气进入发动机,以减少气缸、活塞、活塞环等零部件磨损。机油滤清器位于发动机润滑系统中,有全流式与分流式之分,它的作用就是滤掉机械杂质和胶质,保待润滑油的清洁,延长其使用期限。汽油滤清器有汽油滤清器有化油器式和电喷式之分,主要表现为:加油门时,动力起来较慢,或起不来,汽车启动困难,有时候要打火2-5次才能打着,主要功能是滤除汽油中的杂质。冷却液储存在储液罐中如果低于冷却液液面最低刻度线则需要填充同品种的冷却但不可乱加,且必须等温度降下来后才可打开盖子,否则因气压过高喷出烫伤导致后果不堪设想。如果汽车行驶了一段时间发出嗒嗒声则是气门与气门座之间间隙过大产生的撞击声并加速磨损应重新调整到正确为止。火花塞实车检查是否跳火、短路;观察火花塞的颜色;如果有严重的烧蚀,顶起出现起疤、黑色纹路、裂开电极融化等现象,应立即更换。
通过以上得知电动汽车和传统汽车驱动方式不相同。传统汽车按照行驶公里数和保养周期进行定期维护的,而电动汽车则用动力电池取代传统汽车的发动机,不仅维护起来方便简单还节约了车主保养成本。
3动力电池使用过程中常见的问题
3.1动力电池过充/过放
动力电池在正常工作时,对其过充和过放会导致电池之间的不一致性损害电池的使用寿命,因此,动力电池过充/过放检测是保证乘员与整车安全性的关键技术之一。
锂离子在电解液中来回移动正负极与电解液产生化学反应,这是磷酸铁锂正常工作时的反应。在过充下,锂离子会在负极表面发生副反应,产生金属锂;呈枝晶形状,而电解液氧化成气体,如图3-1所示。
图3-1过充后的磷酸铁锂电池示意图
刺破隔膜使电池的正负极接触是因为一定长度的锂枝晶,使电池局部短路。导致电解液分解,过冲下产生了二氧化碳、甲烷等气体。即结构变化主要表现为:
(1)锂枝晶刺穿隔膜,使正负极活性材料短接,形成局部微短路;
(2)SEI膜和电解液在过充过程中处于不稳定状态,在正负极之间分解产生气体,这些积聚的气体导致正负极片局部分离。
过充后的锂离子电池隔膜。过充条件下的锂离子电池隔膜负极一侧存在枝晶交错分布的现象,这些枝晶主要是由正极材料颗粒、电解液分解后的产物以及锂离子等组成。由于枝晶具有良好的导电性,当其刺穿隔膜后,会使正负极之间形成局部微短路。动力电池过充的机理主要被归结为三方面,包括:
(1)过充过程的副反应导致电解液和SEI膜分解析出气体;
(2)枝晶刺破隔膜使正负极短接而出现局部微短路内短路;
(3)当过充过程达到温度阈值时,动力电池会发生热失控等。
在过充过程中,前期温度上升是因为充电速度过快导致不可逆热,而随后出现的电压平台和温度变化率增大的现象是由于固体电解质膜开始发生分解/形成而造成的。当温度继续升高时,SEI膜变得不稳定,加速了锂离子损耗和SEI膜分解/形成反应的速率,并产生了气体。经检测过充的锂离子电池呈隔膜形态,发现锂枝晶生长并刺穿了隔膜,形成局部微短路,并指出过充过程中局部微短路是导致电池失效的主要原因。在动力电池过放过程中,负极铜集流体会发生溶解并析出铜离子至电解液中,进而在正负极之间沉积形成铜枝晶,接着铜枝晶刺穿隔膜会导致正负极接触而形成内短路,如图3-2所示。
图3-2锂电池过放示意图
综上所述在对纯电动汽车影响维修养护过程中,要将电池保养作为重点内容,如果汽车出现故障时,要优先考虑电池故障问题。要想改善新能源汽车维护保养的相关问题,首先就应当提高专业维修人员的综合实力,加强维修人员对新能源技术的了解,并定期与新能源技术厂家进行沟通,掌握新能源汽车的具体系统,结合汽车的实际性能,及时寻找出汽车可能存在的各项问题。
3.2动力电池寿命老化
动力电池老化的最直观的机理是锂离子和正负活性物质的流失。一般指电池的充放电过程本质上与锂离子在正负极活性材料上插层和脱层的关系。所以,活性物质和锂离子的可使用量决定了电池的容量。此外还包括内阻和电解液损耗的增加。内阻的增加可能直接导致锂离子电池的功率衰减,在充放电截止电压不变的情况下,电池的实际容量会降低。电解质的损耗,包括添加剂的损失,也是非常重要的降解方法之一。少量电解质损失可能不会加快电池老化,但电解液的过度损失可能会导致电池寿命容量降低。正极材料是一类具有特定晶格结构的金属氧化物。在锂离子嵌入和脱嵌的循环中,电极的体积反复涨大和缩小,球形材料受力,并在此过程中逐渐有一些颗粒破碎或被分离,导致电极的容量下降。除此之外在老化过程中,正极和集流器等其他部件的电阻也会增加,这将增加电池的总极化电位,缩短电池达到充放电截止电压的时间,降低电池的容量。
3.3动力电池亏电
新能源汽车由高压和低压两种组成如图3-3所示,高压电气系统动力来源高压动力蓄电池用来给驱动电机、压缩机等大功率电器设备;低压电气系统动力来源于低压蓄电池用于给汽车的小功率器件如:娱乐系统、控制器等进行补电。DC/DC为两者的搭接点,当车辆起动或者充电的状态下,低压蓄电池由高压电气系统通过DC/DC实现充电或补电。
图3-3电气系统
新能源汽车的系统设置是仅在汽车启动的状态下,高压电池给小电瓶供电,灭车即停止供电。因此有时小电瓶已经极度缺电,而车主却熄火锁车给电动车充电,此时的充电仅是喂饱了高压电池,无法补充给小电瓶,导致经过一晚的放置小电瓶完全亏电。还有一些电动车在灭车状态下充电也能给小电瓶补电,但在充电完成后即使充电枪还插着也不会再次给小电瓶继续充电,即单次插枪充电过程中仅为小电瓶充至满电一次。而此时小电瓶还在持续为车内的各个电子控制模块和电器元件供电,会缓慢放电直至完全亏电。再者电池长时间亏电,电池极板很容易形成硫酸物,堵塞离子通道,影响蓄电池再充电性能,最终使电池容量下降,甚至会造成电池出现报废,同时也会影响到车辆的整体续航。
3.4动力电池热现象
动力电池的温度与汽车的性能以及安全紧密相关。当电池温度较低时,容量和输出功率显著下降,如不采取措施,将加快锂离子在电池里快速流失,导致电池容量降低续航变短,在使用时埋下一个安全隐患。温度过高时,会加速电池内部发生副反应,导致电池容量衰减。同时,电池内的不可逆反应物也将增加,可用电池容量将急剧下降。汽车动力电池组的工作环境温度通常在-30到55之间。长时间工作的动力电池会产生大量的热。所以散热系统必须做到位否则动力和寿命大大降低。因此,对工作电池组采取适当的冷却措施确保电池组温度的平衡。当把多个单体电池并联时,由于温度的不均匀往往会引发单体电池间的荷电状态分布不均匀,这样往往会加速电池出现劣化的现象,因此在对电池提前维护是很有必要的,检查相应的散热部件是否能正常工作使其动力电池达到正常的使用温度。充电器接口保持清洁并且使用原装充电器,同样也避免在恶劣的环境下充电,或充电时间过长,电池长时间的工作会导致温度过高,使无法正常工作,如电池密封型会导致内部急剧膨胀严重导致爆炸等问题这一系列的问题都需要做好提前维护的准备工作。
4动力电池维护与保养的策略
4.1动力电池维护保护板
目前动力电池过充过放对电池都有损害,过充会导致锂枝晶,过放会导致铜枝晶,都会造成锂电池短路、故障等问题;也因此锂电池要求浅充浅放。所以目前使用锂电池过程中要尽量有保护电路,这样才能确保安全性。使用锂离子电池专用保护板配合电池使用,保护板可以保护电池不过充或过放,智能版还可以设定充电电压和放电电压,可以更好地保护电池。
过放保护是当电池电量放空时,当电压低于最低放电截止电压时,保护板会关断输出,起到保护目的,想要恢复电池的输出,需要进行充电激活。
过充保护是当电池充满电时,如果充电器的输出低压继续上升,当上升到保护值时,就会切断电池与充电器的连接;短路和过流保护是当电池发生短路或者负载过流时,关断输出。
总结归纳新能源电池问题,及时辨别新能源汽车可能出现的各个问题,进而在维护保养中直接找出汽车问题,提高维护质量与效率。锂电池保护板有效的起到很好的保护作用,在选用锂电池保护板的同时,首先要根据电池单体电压规格以及串联总数选择合适电压的,其次要根据负载的工作电流选择合适的保护板。为了保障电池的正常工作,需要按时对电池组盖和电极柱等进行清理,确保表面的洁净,如果上面附着污染源,工作人员需要合理地应用压缩空气方式进行清洁,确保表面的整洁。而且要保证电池组的整个外壳没有破损,不存在各种形变问题。除此之外,还需要保证托盘以及电池盖整个系统的封闭性,将电池和车身进行严格的密实处理,确保车体在运行的过程中电池会保持稳定地工作。
4.2动力电池常规维护
对于以上叙述,在动力电池的维护和保养过程中,众多的电池材料选用中,大部分都选择应用钦酸锉负极原料,该材的使用窗口比较多样,可以多次循环使用,能够更好地节约生产的资金需求。除此之外,在生产电池的时候也可以应用一些高分子纳米材料,不断地提升电池功率的密度,确保电池的整体性能。借助查阅分析相关的资料,锂电子电池总能量与电池的使用寿命和安全程度等之间也存在关系,所以在进行电池的维护过程中,首先要保证电池自身的安全可靠性,电池在日常工作中随着散热能力的改变其体积也会随之改变。
首先,为了保障电池的正常工作,需要按时对电池组盖和电极柱等进行清理,确保表面的洁净,如果上面附着污染源,需要合理地应用压缩空气方式进行清洁,确保表面的整洁。而且要保证电池组的整个外壳没有破损,不存在各种形变问题。除此之外,还需要保证托盘以及电池盖整个系统的封闭性,将电池和车身进行严格的密实处理,确保车体在运行的过程中电池会保持稳定地工作。其次,要对电池的连接状况进行定时检测。要保证电池两极柱体接线连接的稳定,不要存在过于松动的问题,确保电池连接点与整个电池组的温度收集端口、电压等安全碰触,杜绝出现腐蚀、锈坏问题。在进行充电的时候,要选择合适的插座、插头,保证两者的有效接触,避免出现线盘拖拉问题等。最后,要对电池组进行及时的漏电检测。电池组的电压比较大,通常是300V的直流电压,因此要保证汽车和电池的绝缘,保证驾乘人员的安全。
4.3动力电池闲置维护
新能源汽车长时间亏电,在电极上面出现化学反应,整个化学反应出现硫酸盐化,这些结晶的物体会附着在极板上面,从而堵塞了内部电离子的通道导致充电不足。动力电池是有一定使用寿命的,但其使用寿命的长短和我们平时的用车习惯还是有很大的关系,所以在平时用车过程中,一定要注意动力电池的保养,包括良好充电习惯和驾驶习惯的养成等。动力电池长期搁置存放时间超过三个月的动力电池,建议不要立即使用,最好先充满电之后再用。长期存放不使用车辆时,应先充电至100%。每周至少进行充满一次不低于SOC90%和30%以上,目的是为了电池均衡。每月至少进行一次满充满放至SOC20%–30%然后充满电,同时,也要注意仪表上动力电池剩余行驶里程,行驶里程最好不要超过满电状态下最长行驶里程的2/3例如:车辆在动力电池满电状态下最佳行驶里程是150公里,最好不要让车辆行驶100公里以上后再去充电。
长时间停放车辆,动力电池电量保持在50%-80%之间为最佳,且必须断开低压电池的负极,此时动力电池自放电率最低。虽然大多电池是免维护的,但使用半年后,随着水份的不断消耗,引起极板硫化、软化的发生,会造成电瓶容量下降甚至失效。电池本身多少都存在自放电问题,无论蓄电池或动力电池为了避免车辆长期停放导致的电池性能下降,使用时建议对车辆每月或半月进行一次充放电。
4.4动力电池散热维护
4.4.1空气冷却
风冷采用空气作为换热介质。常见的有两种,第一种称为被动风冷,直接采用外部空气换热。第二种则为主动风冷,可预先对外部空气进行加热或冷却后再进入电池系统。目前大多汽车使用强制冷却主要依靠冷却装置吸入对电池组进行冷却,其效果明显。风冷是利用风扇吹出的风把热量转移到散热片,使之达到散热效果。缺点是噪声较大,且维修不便,灰尘易堵塞,工作时散热不明显。在维护保养上需要将风扇上的灰尘或淤泥清除掉如果风扇断裂需及时的更换,否则电池温度过高会带来不可想象的后果。
4.4.2液体冷却
液体冷却一般分为间接接触或直接接触两种形式。装有冷却流体的冷板或者导管与电池相接触的是间接接触式。冷板或者导管吸收电池的热量传递到冷却液,冷却液冷却热量后再带走,使之达到冷却的目的。采用特殊绝缘材料的直接接触式可以直接接触电池冷却时的导热效果能与电池完美结合同样也能达到冷却的目的。目前液冷能够很好控制电池组的温升及保持温度均匀性,但也有缺点,冷却结构复杂,加大了体积提高了重量,未来在设计和使用的过程中需不断地改善和优化。
4.5定期检查电池情况
4.5.1检查电池的连接
在车辆进行充电或使用阶段需提前检查线束插头是否安全连接防止安全隐患。使用前电池极柱需保持清洁无腐蚀、松动等问题,确保所以的电池连接点和电池组的导电带无异常更要避免在行驶过程中出现变形、松动等不良现象。
4.5.2检测有无漏电情况
电池组规定常使用直流三百伏的电压,有效的控制了整车电器元件的工作电流,按照我国规定新能源汽车电池组常规电压为400V左右,微型电动车380-400V之间,电动客车可能在500V以上。所以新能源汽车动力电池应具备较高的绝缘性能要求以确保安全第一。
4.6合理控制充电时间
4.6.1充电方式
新能源汽车充电方式可分为交流慢充和直流快充两种。直流充电是由:直流充电桩、充电管理模块和其他电器元件构成。直流充电系统在电池两端加载直流电压,以恒定大电流对电池充电,电池的电压渐渐地缓慢地上升,上升到一定程度,电池电压达到标称值,电芯达到95%以上,继续以恒压小电流对电池充电。为实现充电过程,充电桩就需要有“直流充电模块”通过控制器下达指令给充电模块完成充电。直流充电桩把电网的交流电转化成直流电直接输送给电动汽车的电池使之在短时间内可充至80%左右的电量,因此也称为应急充电,如图4-1所示。
图4-1直流快充示意图
交流慢充就是这个电流转换过程是在车内完成。电网的交流电源通过交流充电桩输入电动汽车的慢充电端口。交流电源通过车内车载充电器转换为直流电源,然后输入电池组完成充电。交流慢速充电主要利用恒压充电为车载充电机供电。这种充电方法在充电过程中更加标准化。补充充电可以在不调整充电电压的情况下进行,但在充电过程中会对正负极板产生一定的负面影响交流充电桩仅作为控制电源,后续的交流/直流由车载充电机完成,如图4-2所示。
以上阐述可以得知,动力电池最重要的维护和保养措施都与充电相连。所以对充电器的保护是非常有必要的当前市面上针对新能源汽车动力电池所推出的充电器,其高耐振动的处理还没普及。这就是为动力电池充电器的维修带来了一定的困扰,所以一旦充电器过于激烈地震动导致电位器移位,影响充电状态及动力电池的使用因此保护好动力电池充电器是动力电池在使用中不可或缺的一部分。
4.6.2动力电池寿命的定义
1)亏电时间
通常指的是电压(或者电量)不足如果电瓶电量不足,电源内阻过大时,这时的用电器得不到正常工作的额定电压,这种低压状态,称之为亏电。另外汽车发电机充电系统出现故障,造成不能及时补充由于起动机及其它电路用电消耗的电瓶电量,也会导致亏电。
解决方法:对于不同程度亏电的电池处理方式也不同,日常检查线束的连接是否牢固保持接线柱的清洁,电池须在发动机的运行下使用否则会导致电池没有电,与此要养成良好的驾驶习惯。
2)过充时间
一般指动力电池过充时产生热量和气体,热包括欧姆热和副反应出现的热。过度充电导致电池的第一个副反应是,过量的锂嵌入负极,并在负极表面生长。其次,过量的锂从正极上脱落,导致正极结构坍塌,释放热量和氧气。如果过充时电池不带夹板或安全阀不能正常开启,电池则会发生爆炸带来不可想象的后果。
解决方法:BMS中设置保护电压,通常保护电压要低于过充时的峰值电压;通过材料改变电池性能提高电池的抗过充能力;在电解液中添加抗过充添加剂如:氧化还原,在过充时膜电阻显著降低起到分流作用;在方形铝壳电池中使用OSD、CID设计但目前是通用的防过充设计。这一系列的方法有效的解决了电池过充的现象。
4.7避免停置恶劣环境
4.7.1高温环境
1)禁止高温暴晒
将电动车直接放在阳光下暴晒,电池报废的几率非常高,甚至会出现高温下电动车电池起火的现象,所以一定要避免高温暴晒。
2)切忌高温环境下充电
炎热的天气,再加上充电时候产生的热量,会导致电池表面的温度非常高,烫化电池表面的保护壳,甚至是起火,所以充电的时候一定要在阴凉通风的地方充电。
3)切忌行驶后马上充电
新能源汽车在高温行驶之后温度非常高,然而电动车的塑壳属于易燃物,如果直接充电会导致电池的温度持续升高到着火点,可能会发生安全事故。
4.7.2低温环境
新能源汽车低温时,电池电化学反应速率将低、锂离子电导率及石墨材料颗粒中的锂离子移动系数下降、负极颗粒表面SEI膜的电导率低等有关。在冬季的低温状态下,电动汽车电池中的电解液黏性变高,导致电池内阻增大、锂离子扩散流速降低。因此,可以看出,电池材料在低温下的活性降低,导致电池放电功率下降,从而导致新能源汽车在冬季时不可耐用。
目前电池性能在冬天受到影响不可避免,但随着国内外电池技术的不断进步,电池低温性能下降的问题将得到不断改善。自身,需要重视汽车的保养及注意对电池的保护。
4.7.3冬季车辆启动前进行预热
冬季车辆启动前需进行预热汽车电池尤其是对气候温度的变化,冬季温度较低,电池的活性会大大降低,影响锂离子的活性和移动速度,从而影响充电效率,对电池造成较大的伤害,这使电池的使用状态极度不佳。如果强行使用,会造成电池的电流突然增大,降低电池的使用寿命。所以在使用汽车前要进行预热十分钟至十五分钟左右,同时提高汽车内的温度,确保乘坐的舒适性及电池正常使用的良好情况,启动车辆时不仅不损坏电池还提高了放电效率。因此在冬季启动车辆时,必须预热,以避免过度操作造成电池损伤。所以在冬季启动车辆时,需特别注意汽车预热时间,以避免电池损耗,影响电池使用寿命,给车辆在正常行驶中带来困扰。
4.8闲置时电池需充满
新能源汽车作为日常生活中的一种交通工具,在不需要的时候必然会导致新能源汽车闲置。闲置时,如果动力电池处于低功率状态,长时间闲置会对动力电池造成巨大损坏。储存动力电池时不要切断电源。电源故障意味着电池使用后未及时充电。当电池在断电状态下放电时,很容易发生这种情况。硫酸铅晶体附着在电极板上,堵塞了离子通道,导致充电不足和电池容量降低。断电状态下的空闲时间越长,电池损坏越严重。因此,当电池闲置时,应每月充电一次,以减少电池损耗,保持电池健康。
4.9避免猛踩加速踏板
由于纯电动汽车主要依靠电力,猛踩踏板会增加通过电流并损坏电池板大电流放电容易产生硫酸铅结晶,从而电池极板受损这种损害是无法弥补的,对汽车的损害是也不可逆转的。因此,在驾驶过程中,我们应该注意汽车的操作,行驶中严禁猛踩踏板。踩踏板不仅是错误的驾驶模式,且不利于电池的维护。此操作会对电池造成很大损坏,并严重影响车辆的使用时间。因此,在驾驶时,请记住以规定的速度驾驶,以避免踩踏板等错误驾驶行为。
5实例列举:比亚迪刀片电池技术及维护
早在2020年1月比亚迪董事长王传福电动汽车百人会上首次公布了刀片电池。刀片电池是一种全新的设计理念,在采用长电芯的同时,省去了中间模组环节,直接把电芯装到电池系统里面。这样重量和成本都有效下降,这一点和宁德时代的CTP有相似的地方。同时比亚迪电池结构设计借鉴了蜂窝铝板的原理,通过结构胶把电芯固定在两层铝板之间,让电芯本身充当结构件,来增加整个系统的强度。而传统电池系统是先把电芯组装成模组,再把模组安装到电池系统里面,进行分级管理。由模组的机械结构对电芯起到支撑、固定和保护的作用,再由电池系统对模组支撑、固定和保护的作用。相比之下刀片电池更胜一筹,刀片的电芯内部结构呈叠片形状刀片电芯长度是960mm,厚度是13.5mm,高度为90mm,而传统电芯长度是148mm、厚度是79mm、高度是97mm,内部结构是卷绕,看起来像一块板砖。因其长而薄的形状酷似刀片,因此得名刀片电池。如图6-1所示。
图5-1电芯的高长宽
我们都知道电池对温度特别敏感,也是制约电池快充时间的主要原因,所以散热对电芯是一项很重要的指标。刀片电池具有较大的散热面和较薄的厚度,所以刀片电芯的散热性能也是较好的。LFP能量密度低这个缺点是不可避免的,比亚迪的工程师通过增长电芯长度,减少电芯结构冗余设计和电芯数量,能够有效的提高电芯的体积能量密度和电池包的体积能量密度,来提高车辆的续航里程。因此刀片电池也有了质的飞跃。
一般情况下,电动车每天都需要充电,便于电池保持浅循环。不仅如此,还要注意定期进行一次完全的深放电,“活化电池”可以让电池更加耐用。在亏电状态下存放电池,很容易出现硫酸盐化,硫酸铅结晶物附着在极板上,会堵塞电离子通道,造成充电不足,电池容量下降。亏电状态闲置时间越长,电池损坏越重。因此,电池闲置不用时,应每月补充电一次,这样能较好地保持电池健康状态。对电池组的保养,在其他方面,它跟普通汽车一样,需要定期养护,每两年或两万公里更换空调滤芯,每两年或四万公里更换防冻液和刹车油,每次保养检查底盘、灯光、轮胎等常规部位。由于电动汽车是靠电机驱动,所以电动汽车不需要机油、三滤、皮带等常规保养,只需要对驱动电池组和电机进行一些常规的检查,并保持其清洁即可。
结束语
随着我国经济的快速发展,在绿色出行背景下新能源汽车应运而生。新能源汽车的出现打开了新的汽车市场,促进我国的经济发展,实现经济递增,提高我国汽车产业整体竞争力具有重要意义。日常生活中汽车作为行驶的一种交通工具,但也有寿命年限,需要我们及时维护和保养。动力电池作为新能源汽车的心脏同样如此。新能源汽车与传统汽车不相同在于不需要更换三滤、机油、皮带等,主要针对于驱动电机和电池组的保养。对于要求首先要定期检查电池组盖的清洁和柱的水平避免灰尘污染,以及电池的连接情况是否牢固或腐化等问题。其次不要过充过放合理把握充电时间,长时间的搁置车辆最好将电量充满至六十至八十之间,以确保下次车辆的正常使用。然后不要过度过劳的去开车导致汽车电池的寿命降低零部件过磨损,停置车辆的环境尽量避免温度过高或过低的环境下,并且注意保护充电插头切不可进水或行驶过程中导致毁坏。
车主在日常生活中根据汽车使用的具体情况。在使用过程中要注意对动力电池通过系统、全面的维护及保养,避免动力电池出现“早衰”的现象,要对进行定期的检查,从而尽量延长动力电池的使用寿命,充分发挥其对新能源汽车具有的作用。
参考文献
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