低温环境下的电动汽车性能影响研究

李春明 LI Chun-ming；赵宇 ZHAO Yu；赵振宁 ZHAO Zhen-ning

（长春汽车工业高等专科学校，长春 130013）

（Changchun Automobile Industry Institute，Changchun 130013，China）

摘要：对比常温和低温两种外部环境条件下温度对电动汽车性能的影响，找出适合本地化的电动汽车电池温度控制方式，有利于降低生产成本。

Abstract： This paper compares the effect of temperature on the performance of electric vehicles under common temperature and low temperature conditions to find suitable battery temperature control way of electric vehicles and reduce production costs.

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关键词 ：低温环境；电池容量；电动汽车性能；电池加热方法

Key words： low temperature environment；battery capacity；the electric vehicles performance；battery heating method

中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0150-02

作者简介：李春明（1966-），男，吉林蛟河人，教授，长春汽车工业高等专科学校校长，专长汽车电控；赵宇（1968-），男，吉林大安人，教授，汽车工程学院院长，专长汽车电控；赵振宁（1978-），男，吉林榆树人，助教，新能源汽车专业负责人，研究方向为新能源汽车。

0 引言

在夏季，电动汽车行驶，驾驶员的扭矩申请要求电动汽车电池都能满足，而不影响电池的寿命。但在中国东北三省以及西北部一些省份的冬季条件下，最低气温可能达到-20℃（更低温的环境，建议采用其它交通工具）。因此研究不进行保温控制下的锂离子电动汽车的性能差距，以及研究电池包加热成本对电动汽车生产是很重要的。

1 电动汽车和电池参数

为了进行对比，选定的电动汽车的汽车参数见表1，测试电动汽车的电池参数见表2。

2 数据采集途径的对比

电池容量计算途径。一种采集途径是电池生产厂家提供的所配容量电池的不同温度和不同容量下的最大允许放电电流，数据较粗糙。另一种采集途径是汽车制造厂委托电池性能测试机构通过不同低温和在试验室测定电池的放电情况，第二种情况更准确，因为这些试验更多考虑了汽车上的情况。

两种温度下的电池组充放电试验数据（见表3），可见在低温情况下充电容量和可放容量受到很大的影响，因此会严重影响汽车的动力性能。

3 常温和低温电动汽车性能仿真对比

低温环境对电动汽车性能的影响的公式获取途径是汽车的性能评价指标，这在本科教材汽车理论可以查得续航里程、爬坡度和0～50km/h的加速时间计算公式。公式中关于汽车本身的设计结构数据要代入ADVISOR仿真软件。进行仿真汽车性能计算，是否达到设计要求，特点是参数不可能绝对真实。实车在冬季测试汽车的里程、加速和爬坡三大性能，特点是结果真实，但无法为以后开发提供理论依据。经ADVISOR仿真后的汽车指标（见表4），可见低温对电动汽车性的影响很大。

因此对北方地区的电动汽车进行加热和保温控制是十分重要的，成本计算，增加成本包括保温型电池箱、加热源成本，以及初期的设计成本。这里初期设计成本可以不计，只考虑市场化生产的成本问题。同时也要增加电动汽车整车保温的效果，有利于减少冬季暖风加热的用电量。打开全部电热热器的功率为10kW（和车内空间有关）一个小时则消耗掉一度电，电能在电动汽车上是十分保贵的。三个半小时一般电动汽车电耗能在近35kWh。

4 不同加热电池方法的效果对比

若对电池采用了加热措施，就可以不考虑低温环境对电动汽车性能的影响，所以加热方法很重要，不同电池加热方法的温升效果数据对比（见表5）。

不做加热和保温的8米纯电动中巴车汽车成本在420000元，保温设计目标为10℃时，不同加热方法和保温成本见表6。综合表6的计算比较可知实际成本较低，切实可行的市场定位方式是加热套方式。

内部加热法加热速度非常快，但处在实验室阶段，在实际的电动汽车上还无法使用。

加热套的加热方式，可以缩短加热时间，使电池单体均匀受热，减少能量损耗，这种加热方式最可行，但也有夏季散热不良和开箱取加热套的不便。

加热板的方式对电池组进行加热，这种加热方式虽然结构简单，但是加热时间长，加热后会造成电池包内温度不均匀，而且能耗比较大。

5 结论

本研究通过某型纯电动中巴车汽车整车数据在低温和常温两种温度下的汽车性能对比得出北方冬季低温对电动汽车性能的影响。并通过加热成本计算比较了不同加热方法的成本，具体细节由于篇幅不能一一列出，希望对开始从事电动汽车的人员有一定的帮助。

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参考文献：

[1]张恒嘉.基于实证的纯电动汽车性能评估方法和普及可能性研究[D].武汉理工大学，2014.

[2]吴春玲.储能系统动力特性对电动汽车性能影响的仿真研究[D].哈尔滨工业大学，2011.

[3]丁盼盼.基于虚拟现实电动汽车性能仿真试验系统的研究[D].哈尔滨工业大学，2010.