技术详解:动力锂电池衰减知多少,多长时间要更换电池

2020-08-06      14679 次浏览

首先明确一个观点,电动汽车的动力锂电池和手机相同,都存在衰减问题,不同的是电动汽车上的会更慢,而手机往往用两年就有明显的衰减的。那么汽车动力锂电池的衰减是怎么个情况?


现在的行业规定,电池衰减到原值的80%,就达到了更换标准,目前主流的动力锂电池有两种,咱们分开来看:


一种是以特斯拉为代表的三元锂离子电池,它的能量密度更高,体积小重量轻,但是由于散热是个大问题,所以它要额外的空间和质量安装水冷散热系统,并且安全性上不如铁电池。另外它的电池衰减比较快,大概800-1200次完全充电循环,就衰减20%。完全充电的意思是,只有0-100%充电才算一次,假如电量从50%-100%,算半次充电。按照续航里程300公里计算,达到更换标准在24万-36万公里之间,按照家用车每年行驶的里程,怎么说也要十几年了。


另一种是比亚迪代表的磷酸铁锂离子电池(铁电池),这种电池性能和三元锂离子电池刚好相反,它的密度较小,相应造成体积大、质量大、散热好的特性,并且它的安全性也比三元锂离子电池好。


它的电池热衰减就比较慢了,大概2000次才衰减20%,不过由于它的续航里程较短,所以寿命和锂离子电池其实是差不多的。


至于电池为何会出现衰减,我就来简单介绍下吧。我看了几份美国学者的研究报告,简单来说,在锂离子电池中,有一层交换膜,锂离子来回穿过这层膜完成充电放电。在多次充电后,一小部分锂离子失去活性,变成“沉积的锂离子”,它们会在电池内部形成一种“电绝缘外壳”,这个外壳越厚,电池的性能就越差。另外在放电时,也有一部分锂离子会被消耗以此补充交换膜的损坏,此时由于锂离子数量减少,将会降低续航里程。


目前从硬件上并不能完全解决这个问题,只能从电控系统入手,用各种算法计算出如何才能上升续航里程,减小衰减,据我所知在这方面特斯拉做的全球最好。


当然很明显,我国ZF是了解锂离子电池这个特性的,于是规定电动汽车电池的质保长达8年/15万公里,在此之内只要达到更换标准,那么4S店要一律免费更换,这点国家做的还是非常贴心的。


当然有法律保护消费者权益还不够,我们平常使用时要多注意,在源头上降低电池损耗,我问了相关工程师后,有两个要注意的事项:


1、尽量不要天天大脚踩油门(电门),因为猛踩电门时,电控系统会发出讯号,让大量锂离子短时间内汇聚在放电端,长此以往会降低部分锂离子活性,并且加快交换膜的损耗,从而新增电池损耗。


2、别一直使用快充技术充电,因为快充时,锂离子快速聚集在充电端,穿过交换膜完成任务,长此以往加快电绝缘外壳的出现。


其实说白了,电动汽车的衰减并不可怕,其更换费用也会随着电池技术的发展越来越低,再说了,一台车开十几年的又不多,大部分人开六七年就换了,二手车的话凑活开也没问题,毕竟也只消耗了20%,汽车开10年后动力损耗还有20%呐!


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