由于燃料动力锂电池处于零下环境,反应产物水会因低温而冻结,导致燃料动力锂电池性能下降,无法启动。冷启动(燃料动力锂电池从0C以下成功启动并运行至常温(70 ~ 80C)称为冷启动)是燃料动力锂电池汽车在冬季(尤其是北方冬季)运行的最大挑战。
衡量冷启动能力的指标包括最低启动温度、启动能耗和启动时间等。目前,丰田低温启动指数排名靠前。2014年燃料动力锂电池组在-30起步时,35s内达到60%额定功率,70s内达到100%额定功率。
高工氢电了解到,目前国内大部分公司采用“停机吹扫加启动升温”,即在停机吹扫的基础上,在电池启动时,电堆升温融冰速度快于电堆结冰速度,从而实现冷启动。
从实际运行情况来看,目前我国低温启动技术不是很好,但勉强够用。比如北方有一家燃油动力锂电池系统公司配套的公交车在跑,冷启动没问题。冬季车辆停车吹扫约需几分钟,启动时需要10~15分钟升温。当然也有技术能力好的公司,8分钟左右就能完成加热。
“北方冬季车辆前挡风玻璃经常会出现大量结冰结霜的情况,在低温地区起步时需要对车辆进行预热。因此,燃料动力锂电池长时间等待是可以接受的。”一位业内人士表示。
不过,也有业内人士认为,真正意义上的冷启动,中国应该像丰田和现代一样,启动运行,而不是等待供暖。目前,国内冷启动技术落后于丰田太多。要赶上国际先进水平,从膜电极到电偶堆再到系统公司,都要参与其中,以提高材料的性能,使各个环节在低温下都能适应。
谈及冷启动技术的改进方向,技术人士建议冷启动应该是“自启动外加热”的共同目的,双管齐下有助于冷启动快速进行。但也有人指出,未来的汽车燃油动力锂电池系统应该是自启动的,应该逐步淘汰外加热模式,因为这种模式附带的辅助系统质量和体积较大,会占用额外的空间和重量,消耗大量能量,增加系统负担,增加制造成本。
值得注意的是,国内多家主流燃料动力锂电池公司高管向高工氢电透露,目前燃料动力锂电池冷启动采用的技术相对保守,因为相比于启动速度,客户更注重低温环境下的电堆和系统的使用寿命,他们目前重要关注的是提高燃料动力锂电池的耐久性。
其实下游应用公司的心情是可以理解的。在燃油动力锂电池的使用寿命和运行稳定性没有完全解决之前,冷启动问题只能暂时搁置。目前差不多够用了,但毕竟是一个不可避免要解决的问题,尤其是北方使用的燃油动力锂电池车。