隨著中國新基建的啟動，可以預(yù)測到，充電基礎(chǔ)設(shè)施，會進一步滲透到我們的生活中。事實上，截至2019年，中國已經(jīng)建成了全球最大的公共充電網(wǎng)絡(luò)，一共鋪設(shè)了51.6萬根充電樁。其中2019年就鋪設(shè)了12.9萬，占到25%。
而且隨著電動車續(xù)航的增長，電池容量增大，充電樁功率也提升的很快。第一代充電樁功率一般為50-60kW，而下一代新基建的充電樁功率在150/350kW這個層級，一下提高了2-6倍。
充電樁變多，充電功率變大，與此同時，一個新的充電問題愈發(fā)凸顯——低溫充電。
No.1
低溫充電問題的出現(xiàn)
電動汽車在低溫下需要保護電池，所以在-5℃時，充電速度會減慢。充電功率限值和電芯溫度存在這種關(guān)系：
<0℃， 5kW左右
0-5℃，10kW
5-15℃，45kW
>20℃，基本進入全功率階段，這時候根據(jù)充電樁的差異，來調(diào)整充電電流。
充電樁功率變大后，功率折損的絕對數(shù)值也變得過大，低溫充電這個問題就顯得特別明顯。那么該怎么解決呢？
No.2
低溫充電如何解決?
影響快充的兩個重要因素是，電芯阻抗和析鋰窗口。其中電芯的阻抗和溫度直接相關(guān)，低溫會讓電池內(nèi)阻明顯增大。
所以大部分車企在面對快充時，都把電芯加熱作為切入點。將電芯溫度快速提高，從低溫區(qū)提高到，適宜充電的溫度區(qū)間。
No.3
如何給電芯升溫？
大部分電動汽車在考慮這個問題的時候，可分為兩種不同的處理方式：
給電池配置專門獨立的PTC，用來單獨給電池加熱
采用整車上共有的一套加熱系統(tǒng)，提供換熱
前者主要面向寒冷地區(qū)，它配置了特殊的加熱模式。PTC的功率在2-4kW之間，通過電池管理系統(tǒng)BMS來控制：
小于-5℃：開啟專用的PTC
大于15℃：關(guān)閉，這時電芯的功率提升至45kW以上，可以靠自發(fā)熱帶動快充功率提升
沒有專用PTC的電池系統(tǒng)，主要適用于南方等溫度比較高的區(qū)域。電池加熱就需要非專用PTC，也就是通過系統(tǒng)換熱來實現(xiàn)電池加熱。比如先利用空調(diào)PTC加熱座艙冷卻液，再通過熱交換器，將座艙回路冷卻液中的熱量，轉(zhuǎn)移到電池包中。
大部分車企，會在電芯溫度達到15℃時，停止加熱。為了更快的充電，有一些，比如特斯拉會把溫度進一步提高，通過溫度的控制把內(nèi)阻降到最低。
如下圖所示，這是不同SOC和不同溫度下的內(nèi)阻情況。在充電過程中，特斯拉會努力把溫度控制在40度以上。
有一個比較有趣的地方，特斯拉沒有配置專門獨立的電池PTC，而是采用電機堵轉(zhuǎn)的方式。使用電機的制熱，把部分熱量轉(zhuǎn)移到電池包中。這樣降低成本，巧妙的把專用PTC節(jié)省了下來。
No.4
低溫充電的未來趨勢
隨著車輛智能化的提高，電池加熱也可以更加靈活。
一方面，可以讓用戶選擇是否提前加熱電池；
另一方面，可以通過充電樁位置和續(xù)航里程等提供智能加熱方案。
在充電之前和充電過程中，汽車里面的智能模塊根據(jù)幾個關(guān)鍵變量，SOC、電芯溫度和車主達到充電樁的里程，計算得到一個組合結(jié)果，合理的利用電池加溫的功能，把溫度拉高然后快充。
電池的加熱邏輯
未來有了這項功能，電動汽車在冬天就可以，根據(jù)剩余電量情況，提前熱好車內(nèi)的電池，從而在快充時達到最優(yōu)的充電體驗。
對于低溫充電問題，車企一直在努力，不管是在電芯、PTC，還是軟件層面。
相信未來隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的升級，和電動汽車的智能化發(fā)展，我們將改善低溫快充體驗，讓電動汽車得到進一步推廣。在各種環(huán)境條件下，都能夠有效的使用，成為更廣泛用戶的選擇。
