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全天候动力电池正呼之欲出,如何赋能新能源汽车?

发稿时间:2025-09-19 16:03:00 来源: 中国汽车报网

  面对北方冬季的严寒,电动汽车的动力电池基本都会呈现不同程度的衰减,这也成为行业和消费者的“痛点”之一。而近来,发展“全天候动力电池”已经从理论正在走近现实,为解决诸如此类的问题带来了“良方”。

  打通堵点突破困境

  很多电动汽车用户都有同样的感受,低温衰减,是纯电动汽车的“冬季魔咒”。

  每至寒冬,北方的电动汽车车主便会或多或少陷入焦虑。在低温环境下,传统锂电池性能会打折扣,这几乎成了新能源车绕不过去的一大“痛点”。如果在东北地区摄氏-20℃以下的极寒环境中,会影响到传统锂电池使其容量保持率常常不足70%,这意味着,原本满电状态下能行驶500公里的纯电动汽车,在这样的低温下,实际续航里程可能锐减至350公里以下。而且,如果是在高速公路上行驶,速度越快,电量消耗得也越快。据一些车主反映,与此同时,寒冷冬季车载空调的使用也进一步加剧了能耗矛盾。在寒冷的冬天,不开空调难以忍受,但打开空调后,电量的消耗速度急剧加快,加剧了“电池焦虑”,影响了用户体验。

  面对传统动力电池在极端气候下的困境,“全天候动力电池”概念应运而生。从科研界到相关企业都在积极探索,从技术底层寻求突破,使动力电池能全天候运行,为新能源汽车突破天气环境枷锁带来希望。这方面的技术进步思路,目前主要集中于以下方面。

  有的提出了“自加热”技术,在电池内部构建了一个高效的自加热机制。在-30℃的极寒环境中,电池能够在短短30秒内自加热至0℃以上。随着温度的上升,锂离子的扩散速率显著提升,这意味着锂离子能够更快速地在正负极之间迁移,从而维持电池的正常充放电性能,在一定程度上缓解了电动汽车的“冬季焦虑”。

  还有的是在材料与结构方面进行改进。在材料方面,纳米级碳包覆正极材料,将使得锂离子在电极材料中的传输更加顺畅,减少了能量损耗,提升了电池的充放电效率与容量保持率。由此,使电池的工作温度区间成功扩展至-40℃至60℃,无论是极寒还是酷热环境下,都能保持较为稳定的工作状态。

  技术创新改变体验

  通过技术创新强弱项、补短板,也是动力电池向全天候演进的路径。

  除了技术细节上的改进,在电池的智能管理系统上升级,也是方法之一。利用全温域动态温控算法,电池的调控精度与效率大幅提升。在高温下,能够在1分钟内实现电芯降温80℃(实际根据需要设定),并且将电芯间温差严格控制在4℃以内,确保电池各部分温度均匀,恒温工作区间高达99.6%。这一智能系统通过实时监测电芯的温度变化,利用涡流管的高效热交换原理,迅速将热量带走或补充热量,使电池始终处于最佳工作温度区间。在低温时,电池智能管理系统启动加热功能,为电池升温。通过这种智能化的温度调控,实现了电动汽车“零下不趴窝、高温不失速”的全气候适应能力。

  目前,越来越多的技术手段及探索,正在推动全天候动力电池从梦想走近现实,赋能动力电池从“能用”到“好用”的转变。

  尤其是在低温场景下,全天候动力电池展现出强大的优势。搭载全天候动力电池的电动汽车,在-35℃的极寒环境中,其续航达成率超过60%。这一数据较传统电池提高了25个百分点。对于北方地区的用户来说,这意味着冬季续航里程得到了显著改善。原本在冬季续航因受低温影响只有300公里的电动汽车,现在能够轻松突破500公里,有效缓解了冬季出行的续航焦虑,告别了“充电1小时,续航100公里”的北方冬季严寒时节电动汽车出行的尴尬场景,让用户在寒冷的冬天也能放心出行。

  而当面对高温场景时,全天候动力电池同样表现出色。在60℃的高温环境下,其续航衰减能够被有效控制在18%以内。这一成绩使得车辆在高温地区的续航能力得到了有力保障,进一步提升了出行的便利性。

  同时,基于先进的热调控技术,全天候动力电池在充电时展现出令人惊叹的速度。在北方冬季,充电前30秒,电池能够迅速进行预热,激活自身活性,这一快速预热过程为后续的高效充电奠定了基础。目前,全天候动力电池支持4C快充模式,在10分钟可补能200Wh/kg能量,充电速度相比传统电池提升了3倍多。

  在电池寿命方面,全天候动力电池采用了锂枝晶自修复技术与AI电池管理系统,循环寿命有了一定提升。通过AI算法,电池管理系统能够实时监测电池状态,及时调整充放电策略,有效减少电池的损耗,在一定程度上降低了用户更换电池的成本与担忧。

  在安全性能方面,搭载全天候动力电池的车辆即使在恶劣的雨天或涉水路面行驶,也能确保电池的安全。万一电池在遭受意外撞击时,也能够有效防止热失控的发生,将热失控风险降低60%,有效提升了安全性能。

  适应更多使用场景

  可以预见的是,在科技飞速发展的当下,新能源汽车领域的技术创新正以前所未有的速度推进,下一代全天候电池的研发也成为行业焦点。固态电解质与自加热技术的融合,有望将成为未来全天候电池技术突破的关键方向。

  据介绍,固态电解质以其独特的物理特性,为电池性能的提升带来了巨大潜力。相较于传统的液态电解质,固态电解质具有更高的离子传导效率,能够有效降低电池内阻,从而提升电池的能量转化效率。其高稳定性还能显著增强电池的安全性,降低热失控等安全隐患。而自加热技术则是解决电池低温性能难题的核心技术之一。通过在电池内部集成高效的自加热元件,电池能够在极寒环境下迅速升温,激活自身活性。这种技术的应用,使得电池在-50℃的超低温环境中仍能正常启动,极大地拓展了新能源汽车的使用场景。

  在能量密度方面,下一代全天候电池有望实现质的飞跃,突破400Wh/kg。这一突破将使新能源汽车的续航能力得到大幅提升,配合车身一体化CTC技术,实现“续航1000公里+全天候无衰减”的目标,为用户带来更加便捷、可靠的出行体验。

  有关行业人士介绍,即使是在梯次利用领域,退役的全天候电池仍然具有一定的利用价值。这些电池可以经过检测、修复后,应用于储能电站、低速电动车、电动自行车等领域,实现资源的二次利用。

  如今,在全球倡导绿色可持续发展的大背景下,新能源汽车产业的绿色转型成为必然趋势。全天候电池作为纯电动汽车的核心部件,将在构建绿色能源闭环中发挥关键作用。

  有关专家认为,全天候电池将开启电动汽车的“无界时代”。当动力电池不再受限于温度,电动汽车才能真正挣脱“枷锁”,从城市通勤工具升级为全场景出行伙伴。随着技术的逐步落地与产业链的逐渐成熟,全天候电池正掀开电动车普及的新篇章,使电动汽车用户不再有“电池焦虑”,真正实现“出行自由”。

责任编辑:张丽艳