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新能源汽车动力电池为啥需要加热?

 巨空龙成长确定 2023-01-10 发布于四川

因为冬季温度过低,电动汽车的电池很难充满,放电时也很难放完,电动汽车可通过安装汽车驻车加热器解决给新能源汽车电池组预热使其处于正常的工作温度,来解决新能源电动汽车在冬季低温环境下续航能力下降,避免低温充电对电池组的损害。

新能源纯电动汽车电池组加热系统主要通过以下两种方式:预热加热,燃油水暖加热器通过给新能源电动汽车安装水暖加热器,通过热量的传递给电池组加热以达到正常的工作温度。新能源高压电加热器通过给新能源电动汽车安装PTC加热器,可将热量传送给电动汽车电池组,使其预热,使其处于正常的工作温度。

新能源纯电动汽车电池组加热系统解决方案在冬天,新能源电动汽车的续航普遍会大大缩水,主要是因为低温下,电池组的电解液黏度上升,电池包的充放电性能下降所致。理论上:在零下20摄氏度的环境里,是禁止给锂电池充电的(会对电池造成损坏)。电动汽车可通过安装汽车驻车加热器解决给新能源汽车电池组预热使其处于正常的工作温度,来解决新能源电动汽车在冬季低温环境下续航能力下降,避免低温充电对电池包的损害。

水暖加热器的燃料可以是燃油、柴油、甲醛等多种类型,油耗低,无明显噪音,除了可以给汽车电池组预热,还可以给新能源电动车驾驶室加热,减少了电动汽车的电量消耗,增长电动汽车的使用寿命,节省了一笔电池组换的费用。

PTC加热器PTC加热器又叫PTC发热体,采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。该类型PTC加热器有热阻小、换热效率高的优点,是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于 性能上,即遇风机故障停转时,PTC加热器因得不到充分散热,其功率会自动急剧下降,此时加热器的表面温度维持在居里温度左右(一般在250°C上下),从而不致产生如电热管类加热器的表面“发红”现象,从而不会引起烫伤,火灾等 隐患。

它由散热铝片、铝管、导电片、绝缘膜、ptc发热片、镀镍铜电极端子和高温塑胶电极护套所组成。该产品由于采用压接式散热片,提高了其散热率,并充分考虑到ptc发热件在工作时的各种热、电现象,其结合力强,导热、散热性能优良,效率高, 可靠。该类型PTC加热器有热阻小、换热效率高的优点,是一种自动恒温、省电的电加热器。

PTC加热器原理恒温加热PTC热敏电阻具有恒温发热特性,其原理是PTC热敏电阻加电后自热升温使阻值进入跃变区,恒温加热PTC热敏电阻表面温度将保持恒定值,该温度只与PTC热敏电阻的居里温度和外加电压有关,而与环境温度基本无关。

新能源汽车PTC电加热控制器作为新能源汽车热管理系统关键部件,具备控制精度高、高效节能等特点,将随着新能源汽车市场的发展而产生持续增长的市场需求。

  2022年11月,新能源汽车继续保持快速增长,月度产销再创新高,分别达到76.8万辆和78.6万辆,同比分别增长65.6%和72.3%,市场占有率达到33.8%,再创历史新高。1~11月,新能源汽车产销分别达到625.3万辆和606.7万辆,同比均增长1倍。据中汽协预计,2022年新能源汽车销量将达到670万辆,同比增长90.3%。

对于2023年中国车市的走势,中汽协给出以下估计:预测2023年我国汽车总销量为2760万辆,同比增长3%;其中乘用车2380万辆,同比增长1.3%;商用车380万辆,同比增长15%。中汽协预计,2023年新能源汽车将达到900万辆,同比增长35%。

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由于电动汽车没有发动机也就没有热源,所以就需要安装PTC热敏电阻来充当热源,当PTC通电后可以很快地升温,并不像传统燃油车一样,需要等发动机运转一段时间后慢慢升温,也就是说纯电车PTC暖风空调的加热速度更快。

但是PTC最大的缺点就是费电,以蔚来ES8为例,车上的两个PTC的功率总和为9.2千瓦,如果两个PTC以额定功率进行加热,那么一个小时就要消耗9.2度电,如果车辆搭载的是一块70度的动力电池包,那么一个小时就消耗了大约13%的电量,对于一台纯电汽车来说,这样的耗电量还是比较惊人的。

用于电动汽车暖风加热系统的PTC热敏电阻,其原材料主要是陶瓷,通过特殊工艺烧制成半导体电阻,凭借结构简单、成本低、加热快的优点,目前PTC热敏电阻广泛应用于纯电汽车上。


PTC加热器的优缺点是什么?

一、优点

1、安全性高

PTC加热器的热阻要小于其他加热原件,任何情况下都不会产生如电热管类加热器表面发红的现象,而且当鼓风机出现故障时,PTC加热器也会因为得不到充分散热,自动停止工作以避免温度继续上升,其导致火灾发生的概率要更低。

2、成本低

PTC加热器大多采用陶瓷发热元件和铝管组成,具有结构简单、价格便宜的优点,车辆的PTC加热器即便损坏了,后续的更换维修费用也很便宜。

二、缺点

1、耗电量大

PTC加热器需要通入大电流才能够产生足够的热量,以装有2个PTC加热器的蔚来ES8为例,其额定功率为9.2kW,车辆的动力电池包容量为70kWh,假如两个PTC加热器同时以额定功率运转,一个小时就需要消耗13%的电池电量,其他新能源车虽然没有那么夸张,但开启暖风也绝对会很耗电。

2、使用寿命短

PTC加热器由多个金属部件构成,且部件多成面状,接触空气的面积很大,金属部件在高温环境下容易与空气发生氧化反应,继而会影响PTC加热器的使用寿命。

虽然PTC加热器有着耗电量大、使用寿命短的缺点,但也正是因为它具有成本低、结构简单的优点,所以PTC加热器目前大规模应用在了新能源车型上,除了为空调系统内的空气加热以外,如今部分新能源车型还会将PTC加热器安装在电池包内,起到为电池加热保温的作用。

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