探究如何解决动力电池冬季快速温升问题

冬天又到了！北京去年的几场严寒，让众多电动车主苦不堪言。每当寒潮来临，车辆续航里程断崖式下降。有的网友甚至调侃，每天开着“电动爹”上班，稍有伺候不周，脾气说来就来。

寒冷天气下，影响续航的首要原因，就是电池的活性下降。当然车内的加热器的耗电量也不小，但影响比较有限，即使1KW功率的加热，一小时用电不过1KWH。对于数十KWH蓄电能力的电池，这不算太过。

电池活性的下降，集中表现在电池内阻急剧升高。动力电池的电压通常几百伏，由数百个锂电池或电池组串并联而成，电池内阻不可小觑。下面这种列表，就是一款典型的锂电池内阻随温度和电量的变化。从中可以看出，从常温25℃和低温-20℃，即使100%满格电池，其内阻相差12倍之多！

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相信有些北方的工程师朋友，在天寒地冻的冬天，有时手机温度很低，如果用来拍照或打电话，电池可能很快就低电压报警；但揣在胸口温暖一下，又显示能量满满。

电池内阻高，为什么会严重影响续航里程呢？

最简单的回答，就是电池在欠压报警时，实际还有不少剩余电量，也就是电池有电，但放不出来。内阻越高，剩余电量越多。我们来看下面这个实例。

我们用是德科技一台APS电源配合BV9210电池模拟软件，来模拟动力电池；用另外一台APS电源模拟动态负载。软件界面实时显示电池全面信息：

• 电池电量SOC为30.6%

• 内阻Ri = 81mΩ

• 开路电压Voc =44.98V

• 电流I=13.39A

• 端电压Vt =43.89V。

蓝线：端电压Vt

黄线：负载电流

模拟的电池模型，是通过APS对电池的测试，直接提取出来的。就特定的电池而言，电量Soc和电池开路电压Voc一一对应。而当电池给外部电路供电时，由于电池内阻Ri，端电压Vt不但随电量Soc变化，还随负载电流变化。如果内阻过大，就会导致电池在释放大电流的时候，端电压严重下降，电池过早出现低电压报警，即使此时电池还有不少的剩余电量。在这个实例中，电池中还有30.6%的电量，电池已经进入欠压保护了

因此，如何为动力电池保温，或者快速升温，成为众多电池或车企的竞技场，方法也层出不穷。有点厂家甚至安装了柴油加热器！但面对高寒环境，柴油搞不好也会冻成冰碴子！

目前，一些领先的电池厂家已经开始研究给动力电池注入高频、大电流，以帮助电池迅速升温。例如下表所示，给电芯注入500A，2000Hz的电流，可实现3℃/分钟的温升速率。

然而，由于动力电池自身是等效为高达106Fa的超级电容，注入电流幅度高达1000A，频率2000Hz的电流谈何容易？特别是在研发和验证过程中，如何找到这样的程控电源？

这次还是我们的APS电源登场，单机最大电流±800A，最高电压2000V，并机功率600KW，凭借优异的性能几乎理想的输出阻抗，成功的解决了上述难题。

原因车辆北京里程

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