电动汽车锂离子电池使用寿命

2022-02-18      1301 次浏览

GBS60AH大单体磷酸铁锂电池使用一年有余,行驶距离14000km,目前估测实际续航里程下降了大约5%~10%,可能因为长期1C~2C放电所致吧。如果按照官方参数,到报废起码得容量下降致60%才算,估测那起码得等到三年后了。但是不同的电池在相同条件下的循环寿命是不一样的。


这个看你怎么用了,用哪一家的车和电池了。一辆用磷酸铁锂电池做动力的电动自行车,目前以24V10AH和36V10AH这两种电压为主,做铁锂电芯的企业有几十家,用圆柱的磷酸铁锂电芯组合成电动自行车估计不超过十家。电池厂通过pack好电池组加上外壳提供给自行车厂组装好,提供给最终客户。一般单体电芯的循环寿命超过2000次,组合起来因为一致性的问题,估计做得好的话在1000-1500次左右,使用时间长短,还要看保护板的保护功能,以及使用者的用电状态。如果浅充浅放,循环寿命会很长。


磷酸锂电池是锂离子电池的一种。目前磷酸锂电池的充电次数可以达到1万次,循环使用寿命可以达到7-8年,一次充电40分钟就可以充满,是一般铅酸电池无法比的,价钱是同样容量铅酸电池的12-15倍,这主要是目前国内没有产生磷酸锂的技术,目前磷酸锂电池只有美国在生产,但是一般电动车的锂电池都是钴酸锂电池锰酸锂电池,镍酸锂电池,


比亚迪唐是一款四驱SUV车型,但相比传统四驱车型它没有传统意义的中央差速器、分动箱和传动轴,它的四驱系统实现方式是通过在车辆的后轴单独设置一个电机来驱动后轴,并通过电动机控制装置来实现前后轴的动力分配。


比亚迪唐的动力系统分为两套,其中常规的汽油动力系统采用了它自主研发的2.0Ti发动机以及新的湿式双离合变速箱。这台2.0Ti发动机最大功率为151kW(205hp)/5500rpm,最大扭矩为320N·m/1750-4500rpm。


电动动力系统则是由两套分别放置在前后轴的电动机组成,每台电动机的最大功率为110kW,最大扭矩为200N·m。当车辆急加速的时候,汽油发动机和电动机同时工作,这样发动机+电动机可以输出最大功率为370kW,最大扭矩为720N·m。而对于这款车的加速性能,厂家公布的唐0-100km/h的时间为4.9s。


虽然与已经上市的秦采用同样的DMII混动系统,在蓄电池的电池容量上唐则进行了一些升级,最大电池容量达到18.4千瓦·时,这样唐在纯电动的情况下可以实现85公里的续航里程。


比亚迪唐电动汽车电池详解


比亚迪唐与秦一样采用磷酸铁锂电池,只不过秦的电池容量为13千瓦·时,而唐的电池容量提升至了18千瓦·时,纯电续航达85公里。


磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。


长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是"新半年、旧半年、维护维护又半年",最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。


报告显示,钴酸锂电池在高温下最不稳定,磷酸铁锂电池最稳定:当温度达到180度时特斯拉用钴酸锂电池就会分解成氧,放出大量的热能而可能爆炸;锰酸锂电池分解温度高于钴酸锂电池;比亚迪磷酸铁锂电池达到600度结构依然稳定,不释放氧气。


电池技术路线决定了纯电动车的发展潜力,日系车企大部分采用锰酸锂电池,国内车企大部分采用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂在能量密度上低于锰酸铁锂电池,但在使用寿命反之。锰酸铁锂电池在50度环境下,正极的锰会熔解进电解液,缩短寿命;而磷酸铁锂因为采用三价铁,无法再进行化学变化,寿命更长。


总结:比亚迪唐电动汽车电池寿命虽然官方并未做明确说明,但从磷酸铁锂电池的性能来看,电池使用7-8年应该不成问题,不过随着充电次数的增加而导致的电池损耗上升的问题,厂家是否能提供电池回购等售后服务项目则是吸引消费者眼光的另一大卖点。


如何延长电动车铅酸蓄电池寿命


一、令人头痛的电动车电池问题


对于电动自行车来说,发展势头异常迅猛。近几年每年的实际产量都超过社会保有量,这是一个惊人的数据,这表明着电动车的产销上正经历着最辉煌的历史。身在这个红红火火的市场,赚钱并不是太困难的事。但是,每个优势行业都有“软肋”,如果要问在这个行业中搏击的老板级人物,什么是经销电动车最头痛的问题,唯一的答案就是电池寿命短。


现在大部分厂家都承诺电池质保一年,商家当然就这么宣传,可是半年后问题出来了,大量的用户回来,他们不是来二次消费的,也不是介绍朋友来购车的,而是来更换电池。就算电池厂家履行保修承诺,用户们也不会满意,他们会认为这是电动车的质量问题,经销商花费了大量的精力,还是不能避免被投诉。也许这个问题出在电池制造商那里,可是电池制造商也有苦衷,电池的设计及循环放电试验都表明,电池的循环寿命的确是一年半甚至两年,生产时也严格按照工艺流程控制质量,可半年后很多电池就会老化。有的厂家开始尝试用寿命更长的固体电池、镍电池甚至锂电池代替铅电池,但高昂的成本在以上班族为主消费群的市场面前失去了竞争优势,很多富有开拓和进取精神的厂商被无情地打败。我们都知道,诸如电视、计算机等很多电子产品的寿命可长达十年,但厂家也只提供一年的质保,而电动车电池最多就两年的寿命,电池制造商们却要硬撑着质保一年,这是为掩饰电动车电池寿命不理想这个无可奈何的现实,同时为稳定用户的消费信心。这个“硬着头皮”质保的方法短期内还能抵挡片刻,时间长了,问题总会凸现出来。所以,这个行业里出现了很多游击队式的厂商,他们以半年为周期,不建立固定客户群,以损害整个行业利益为代价而谋取着他们个人的利益。


那么如何提高电池的寿命,如何改进电池的的使用环境等等问题都是大家非常失望但又关心的问题。为了弄清楚延长电池寿命的途径,首先就要弄清楚电池的失效机理,以便对症下药。


二、电动车铅蓄电池寿命短的原因


从1859年,法国人加斯东普兰特发现了铅酸充放电的现象后,铅酸蓄电池一直是电池领域应用最广泛的产品,如汽车、机车、轮船、飞机、后备供电设备上都有铅酸蓄电池,但我们并有听到很多来自这些领域对铅酸蓄电池的不满,然而,为什么同样的产品到了电动自行车上却是名符其实的“怨声载道”。下面我们从几个方面阐述产生这一问题的原因。


1、铅酸蓄电池工作原理方面的原因


铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程,充电时,硫酸铅形成氧化铅,放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质,当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时,就会“抱成”团,结成小晶体,这些小晶体再吸引周围的硫酸铅,就象滚雪球一样形成大的惰性结晶,结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅,还会沉淀附着在电极板上,造成了电极板工作面积下降,这一现象叫硫化,也就是常说的老化。这时电池容量会逐渐下降,直至无法使用。当硫酸铅大量堆集时还会吸引铅微粒形成铅枝,正负极板间的铅枝搭桥就造成电池短路。如果极板表面或密封塑壳有缝隙,硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积,并产生膨胀张力,最终使极板断裂脱落或外壳破裂,造成电池不可修复性物理损坏。所以,导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免的硫化。


2、电动自行车特殊工作环境的原因


只要是铅蓄电池,在使用的过程中都会硫化,但其它领域的铅酸电池却比电动自行车上使用的铅酸电池有着更长的寿命,这是因为电动自行车的铅酸电池有着一个更容易硫化的工作环境。


①深度放电


用在汽车上的铅蓄电池只是在点火时单向放电,点火后发电机会对电池自动充电,不造成电池深度放电。而电动自行车在骑行时不可能充电,经常会超过60%的深度放电,深放电时,硫酸铅浓度增加,硫化就会相当严重。


②大电流放电


电动车20公里巡航电流一般是4A,这个值已经高于其它领域的电池工作电流,而超速超载的电动车的工作电流就更大。电池制造商都进行过1C充电70%,2C放电60%的循环寿命试验。经过这样的寿命试验,可达到充放电循环350次寿命的电池很多,但是实际在用的效果就相差甚远了。这是因为大电流工作增加了50%的放电深度,电池会加速硫化。所以,电动三轮摩托车的电池寿命更短,因为三轮摩托车的车身太重,工作电流达6A以上。


③充放电频率高


用在后备供电领域的电池,只有在停电时才会放电,如果一年停8次电,要达到10年的寿命,只用做到80次循环充电寿命,而电动车一年充放电循环300次以上很常见。


④短时充电


由于电动自行车是交通工具,可充电的时间不多,要在8小时内完成36伏或48伏的20安时充电,这就必须提高充电电压(一般为单节2.7~2.9伏),当充电电压超过单节电池的析氧电压(2.35伏)或析氢电压(2.42伏)时,电池就会因过度析氧而开阀排气,造成失水,使电解液浓度增加,电池的硫化现象加重。


⑤放电后不能及时充电


作为交通工具,电动自行车的充电及放电被完全分离开来,放电后很难有条件及时充电,而放电后形成的大量硫酸铅如果超过半小时不充电还原为氧化铅,就会硫化结成晶体。


3、铅蓄电池生产方面的原因


针对电动自行车用铅酸蓄电池的特殊性,各个电池制造商采取了多种方法。最典型的方法如下:


①增加极板数量。


把原设计的单格5片6片制改为6片7片制,7片8片制,甚至8片9片制。靠减薄极板厚度和隔板,增加极板数量来提高电池容量。


②提高电池的硫酸比重。


原来浮充电池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之间,而电动自行车的电池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右,这样可以提供较大的电流,提升电池的初期容量。


③增加正极板活性物质氧化铅的用量和比例。


增加氧化铅就增加了参与放电的电化学反应物质,也就增加了放电时间,增加了电池容量。


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