电动汽车“寿命短”吗？罪魁祸首不仅仅是电池

【行业】目前，随着全国天气变热，电动汽车也逐渐变得“焦躁不安”。

今年5月以来，新能源汽车国家监管平台共发现安全事故79起。

在已查明的起火车辆中，58%的车辆起火是由电池问题引起的，19%是由碰撞问题引起的。

这迫使人们重新审视新能源汽车的质量和安全问题。

新能源汽车为何老是自燃？难道背后的所有“罪孽”都要由电池来承担吗？ 《孙子 兵势》：“故善战者求权，不责于人，故能选人而从权。

”说明战败是军事管理松懈、教学不明确造成的。

这都是将领的错。

电池组中的每一个电芯都是为电动汽车补充能量的士兵。

如何指挥这些战士，防止他们“热失控”、自燃，并在极端天气下“迎接”他们，让他们获得更强大的力量？电池的寿命需要一个优秀的“耀明”——热管理系统。

■夏季如何遏制凶手自燃？从2017年纯电动车型的申报情况来看，部分车型搭载了能量密度高达Wh/kg甚至Wh/kg的三元锂电池系统。

如果车辆的热管理系统不符合标准，这种高能量密度的电池很容易导致安全隐患。

“工信部的这一标准无疑为新能源汽车领域的电池安全设定了新的门槛。

”法雷奥中国首席技术官顾建民博士在与公司沟通时表示。

但在他看来，这个标准有点“治标不治本”，因为电动汽车安全的最终目标不是给出5分钟的警告，而是不断提高设计和制造水平，并且最终实现不失控的单体电池，或者单体电池。

失去控制不会导致整个电池组着火或爆炸。

事实上，作为能量载体，不存在本质上完全安全的电池。

各类电池及电池系统的热失控过程存在很大差异。

并不是每个车企都有能力打造这堵5分钟的“生命墙”。

单纯将压力转移到动力电池上是不合适的。

电动汽车的安全性还与车企自身的技术实力有关。

电池热管理系统是一个重要环节。

为了防止电池自燃，“耀明”热管理系统的首要职责就是“控温”，防止底下的士兵（电芯）因热失控而自燃。

电池的使用习惯与人类相似。

他们既不喜欢太热，也不喜欢太冷。

最合适的工作温度在10-30℃之间。

当温度过高时，电池热管理系统通常有两种方式对电池进行冷却，即风冷和液冷。

“特斯拉采用的是液冷电池热管理系统”风冷，用一句话来说就是“走路带风”。

其技术简单、成本低（约万元）、易于维护，但难以实现均衡散热。

电池内部的整体温度很容易发生变化。

在电动汽车发展初期，由于占主导地位的磷酸铁锂电池热稳定性好，散热要求相对较低，热管理系统不需要太复杂，只能采用风冷技术。

早期的代表车型有日产聆风、北汽新能源EC、丰田普锐斯等，但目前电池的能量密度越来越高。

无论是主流的高镍三元电池，还是结构进行重大修改的磷酸铁锂电池，都对电池热管理系统提出了更高的要求。

目前的电池散热系统正在从风冷转向液冷。

液冷主要是通过电池管道内的液体来控制电池的温度。

散热效果更好，整个电池温度均衡。

但缺点也很明显。

其技术难度比风冷更大，且成本较高（约100元）。

除了体积大之外，如果汽车制造商没有设计好热管理系统，整个电池的能量密度也会下降。

据统计，高尔夫GTE、蔚来ES6、比亚迪唐新能源、特斯拉Model 3等车型均采用液冷。

据估计，液冷技术的市场渗透率已超过60%。

俗话说，一粪老鼠屎坏了一锅粥。

如果某个电池单元发生热失控，相邻单元也会发生热失控并扩散。

有什么办法可以及早预防吗？或者当发现某个电芯出现热失控时，尽快“切断”电芯？顾建民告诉记者，“电池安全不是某个技术点的问题，而是整个系统的问题。

电池热管理系统的根本作用是让电池在一定合适的温度范围内工作并保持确保电池系统的性能和寿命，而不是在电池热失控后停止使用。

“以往的电动汽车自燃案例已经生动地证明了，一旦电动汽车自燃，除非大量。

用水冷却，只使用一些小型干粉灭火器。

没有办法控制它，在大多数情况下你只能眼睁睁地看着它烧毁。

“由此可见，电池热管理需要在设计初期就进行干预，利用集成优化平台，实现结构、热量、疲劳和寿命的耦合，防止热失控。

一旦发生热失控，必须及时采取措施。

” “能够立即发现并提前报警，让司机和警员有足够的时间逃生到安全的地方。

”顾建民说。

当然，为了最终目标，业界仍在探索电池热管理技术。

据悉，美国Allcell科技公司基于相变材料（一种可以在液态和固态之间切换的材料）开发出电池热失控隔离材料PCC。

针刺实验中，0节电芯组成的4并10串电池组中，在不使用PCC材料时，其中一节电芯的热失控最终导致电池组中20节电芯的热失控。

然而，当使用PCC材料时，在电池组中，一个电池组的热失控不会引起其他电池组的热失控。

该方法被认为是电池热管理最有前途的发展方向，但目前仍处于实验室阶段。

■冬季如何延长电池结冰的寿命？除了重新审视电动汽车的安全性之外，续航也是消费者购买电动汽车的一大焦虑问题。

目前，不少新车型在应用时都声称续驶里程可以达到公里甚至公里以上，但真正的实际效果如何呢？ “电动车宣称的续航时间，实际使用会打20%的折扣，如果开空调的话还会额外打40%的折扣。

”一位业内人士调侃道。

由于电池不耐热、不耐冷，因此必须消耗大量的电量才能保证电池工作在最合适的温度。

与夏季相比，极端寒冷的天气对电池的损害更大。

比如现在的一些手机，在寒冷的东北，如果不把暖宝宝放在手机背面，几分钟后就只剩下60%的电量，过一会儿就会关机。

手机变成“砖头”已经很惨了，但如果这种情况发生在行驶的电动汽车上，那就是一场噩梦了。

对于传统汽车来说，发动机本身携带大量热量，冬季消耗的暖风动力很少。

但对于电动汽车来说，没有了发动机作为热源，动力电池不仅要提供能量来驱动汽车，还要有单独的一部分能量花在加热器的功耗上，造成巨大的损失。

因此，一套完整的电池热管理系统还需要在冬季这个关键时刻对电池进行预热，并配合空调热管理系统，最大限度地延长电池寿命。

目前，大多数电动车加热器和空调都额外配备了PTC加热器作为补充。

它的工作原理和我们使用的“热快”类似。

它可以快速加热管道内的冷却液，从而加热电池组。

其结构简单、成本低，但消耗电能巨大。

上面仍然是一个保守的算法。

冬天使用PTC方案取暖，对电池的负担仍然很大。

如果制热效率达不到标准，不夸张地说，冬天电动车的续航里程会减半。

难道就没有更好的方法来“保存”电池寿命吗？答案是肯定的。

新型热泵空调可以有效缓解电动车加热带来的电池寿命问题。

与PTC的“电能转化为热能”相比，热泵系统“电能传递热量”，没有能量损失，制热效率更加高效。

据汉能研究，同等环境下，热泵供暖的制热效率是PTC的1.8-2.4倍，节能效果显着，可将因供暖造成的里程损失减少一半。

热泵空调拥有如此优势，传统车企自然不会袖手旁观，包括奥迪R8 e-tron、宝马i3（参数|查询|汽车全景）、日产聆风、起亚秀尔以及捷豹I-PACE等已经采用了。

热泵系统。

在国内，华域三电是第一家实现热泵空调批量生产的零部件企业。

其热泵空调配套于上汽乘用车旗下荣威Marvel X、Ei5电动汽车。

“荣威Marvel”在低温工况（-10℃至0℃范围）下，法雷奥热泵技术相比传统PTC加热技术可降低能耗高达30%左右，但在极冷工况下（-10℃以下） °C) ℃)，一般建议采用热泵和PTC来提供热量，这也是目前业界的共识。

”顾建民说道。

最近有一个经典案例。

特斯拉最近公布了一项关于热泵系统的新专利，预计将首先应用于 Model Y。

该技术在设计上取消了传统的 PTC，而是在热泵中集成了低压 PTC（起辅助作用）空调，然后将电池系统、电力电子驱动系统和整车系统电路集成起来，建立一套模块化系统。

“特斯拉的‘玩法’改变了软件和硬件的关系，也改变了车企内部不同系统设计之间的协作理念。

这种新的组织方式，传统车企短期内将难以跟上。

”一位汽车电子工程师对此评价道。

《出处：Model Y车主手册》 ■电动车热管理，国内厂商新奶酪？与传统燃油汽车相比，电动汽车的热管理系统增加了电动压缩机、电子膨胀阀、电池冷却器、PTC加热器等新部件。

系统集成度和复杂度较高，成本约为传统车辆1元左右。

人民币对电动汽车的升值（年度预测数据）。

对于零部件公司来说，电动汽车热管理系统是一块新奶酪。

回顾过去，在汽车热管理传统领域，海外零部件巨头电装、翰昂、法雷奥、马勒四家合计占据全球汽车热管理市场54%的份额（年度数据）。

正因为如此，这些企业深谙转向电动汽车热管理领域，并具有先发优势。

《法雷奥新能源汽车热系统示意图（包括热泵和电池热管理系统）》例如，法雷奥目前占据全球电池热管理系统15%的份额，为特斯拉Model 3、In等车型提供冷却板2017年获得大众ID.3、标致e-等电池热管理和热泵订单，实现总收入1亿元，占公司总收入的23.7%。

电装于 2016 年开发的新型热泵安装在丰田普锐斯 Prime PHEV 上。

，工作范围可扩展至-10℃，比原版节能63%，车辆续航里程增加21%；马勒开发了基于热泵的集成热管理系统，以增加电动汽车冬季的最大续航里程。

达到 20%，目前正在原型车上进行测试。

由此看来，电动汽车热管理核心技术又被海外企业封杀了？不是完全。

由于空调系统技术更新较少，传统热管理巨头可以顺利转移优势。

然而，电池热管理系统是一个全新的领域，目前还没有一家公司能够构筑技术壁垒。

银轮股份、三花智控、奥特佳股份、松智股份等国内热管理企业近年来也积极拓展电动汽车热管理领域。

国内企业虽然有机会触碰电动汽车热管理这块奶酪，但更多进入热管理Tier 2领域，与国际热管理巨头相比，在系统集成能力方面仍存在欠缺。

例如，腾龙股份虽然为特斯拉提供了热管理组件，但仍需要通过Hanon America进行集成。

从趋势来看，国内传统汽车热管理厂商从单一零部件向系统集成拓展已成为必然。

例如，银轮股份今年3月与特斯拉签署协议，为其提供汽车热交换模块产品；公司热泵系统将于今年下半年批量供货江铃新能源；今年起，将为吉利PMA纯电动平台配备热交换总成产品。

可见，新能源汽车带来的机遇或将重新排名热管理市场，而国内厂商的竞争优势来自于两点：贴近市场和低成本。

未来，他们需要从Tier2上升到Tier1，绑定OEM厂商开发更复杂的热管理系统来增强自己的话语权。

■写在最后：如今，新能源汽车补贴新政策延长，而且还强调“技术指标稳定”，这给了车企更长的缓冲期。

希望车企不要再一味追求“能量密度”，也不要为了降低成本而偷工减料，导致消费者遭受续航减半、安全等多重焦虑。

电动汽车想要掀起波澜，热管理首先必须跟上。

对于未来新能源汽车热管理的发展，顾建民提出了两个趋势：一是热管理智能化。

热管理系统未来肯定会与智能座舱结合，为用户带来更舒适的体验，比如自动调整最合适的座舱。

环境温度；二是支持快充和过充。

充电难和充电慢是目前影响电动汽车用户体验的两大痛点。

缩短充电时间，比如特斯拉V3增压器，需要快速排除热量，这也需要电池热管理系统来协助。