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一波电动车上市之后是时候聊聊电池容量衰减问题了

发布时间:2019-05-25 04:02 来源:未知 编辑:admin

  特斯拉近来都在为内华达州电池工厂的产能问题而焦头烂额,虽然官方出面澄清并保证尽快完成生产交付工作,但这一事件再次将大家的目光吸引到纯电动汽车“老生常谈”的电池问题上。

  遥想数年前Model S横空出世,以超长的续航里程以及比肩超跑的动力水平震惊全球,并掀起汽车电动化的潮流。在第一波电动车大规模上市之后,如今也差不多到电池容量衰减的时候了。

  就像手机用久了电池电量会越掉越快,电动车电池性能在长时间使用后也会出现一定程度的衰减。电池容量衰减大致遵循先快后慢的模式,一般而言电动车在第一年的衰减量比较大,在8%左右,在随后2-3年将会衰减4%,5-6年将逐年衰减1%。因此用车前2-3年是电动车电池容量衰减最明显的时期。

  从成本角度来说,电池衰减问题对车主是一个极大的挑战,因为电池几乎占整车造价的30%左右,现实中要更换一台汽车的电池价格或将高达5-6万,这样的成本让不少消费者对电动车望而却步。

  在二手车市场,传统汽车的残值主要根据车辆使用年限和公里数即可大致判断,而电动汽车贬值率主要依靠电池寿命判断,以同样为25万左右的车型为例,天籁三年后残值仍为原车价的6成左右,而等值的电动车三年后的残值余下不到4成,“电池忧虑”往往造成没有下家接手的局面。

  目前按照国家规定,在质保期内电池的性能衰减不能超过20%,否则由厂家免费为车主免费更换电池。对于电池质保的问题,各个厂家的着力点也有所不同,主流的新能源厂家只对整车进行质保,只有个别厂家会对电池进行额外质保。

  而电池质保里有两点需要特别注意,第一是电芯不等同于电池,电池是包括了电芯、连接板和电路板等,像比亚迪是提供终身电芯质保,如果电路板出现问题,则不包括在质保服务之内;第二是电池质保里面注明“无容量质保”的车型,说明不会因为容量衰减而免费更换或者修理电池,只有电池出现故障才会更换。特斯拉全系车型提供电池组8年保修而不限公里数,但没有容量质保服务。

  这样看来,对于电动车电池衰减问题,消费者除了看清各项质保细则外,只能自求多福了。而有趣的是,虽然一些厂家的电池质保策略并不完善,但电池实际衰减程度却比预期好很多。

  先来看一组关于电池老化的数据,一项名为MaxRange的特斯拉车主调查,收集了2014-2017年全球超1000位特斯拉车主的电池衰减数据,用户群体主要分布在亚太地区和欧洲,覆盖炎热、寒冷多个层次的气温。

  结果显示,这些特斯拉车主在8万公里的时候衰减率约5%,然后电池退化速度开始放缓,即使行驶里程多大25万公里,绝大部分参与调查的用户续航里程衰减都少于10%。这让我们对电池的衰减有一个更加理性的认识。25万公里电池衰减率不到10%,在加上电动机的寿命远比结构复杂的内燃机要长,这对于懒得花时间做保养的消费者来说,电动车的吸引力无疑更大。

  当然,每个厂家在电池单元设计、冷却技术和BMS控制策略等都有所不同,必然会造成电池实际表现各有差异。此外,消费者充放电习惯的不同,也会影响到电池衰减的速度。

  以锂离子电池为例,当电池在电动车上反复充放电时,锂离子电池内部的副反应使电池本身材料性质发生衰退。这种衰退主要是由于电极材料晶格结构的改变、活性材料减少、电解液分解导致导电性下降、副反应生成物引起的阻抗增加等。

  从实际使用环境来看,影响电池使用寿命的因素主要包括四方面:充放电截止电压、放充电倍率、使用温度和搁置条件。首先是充放电截止电压,据资料显示,不同充电截止电压的循环寿命分别随充电电压升高而缩短,因为高的充电截止电压会加剧电池副反应的发生。

  其次,电池在使用过程中为满足不同的驾驶工况会采用不同的充放电倍率,充放电倍率越大,正极材料性质的改变和负极表面膜增厚,使得锂离子扩散困难,从而导致电池容量衰减越快,还有可能引起电池过热等问题。所以频繁的暴力驾驶(急加速和急减速)会消耗电池寿命,经济模式下温和驾驶是增加续航里程最简单有效的办法。

  温度是电池最大的克星,过高的温度会让电池寿命和性能迅速降低,随着温度降低,电解液的离子导电率也会随之降低,比如进入冬季后会发现电动车的续航里程会相应缩短。

  此外,如果电池长期搁置不使用,电池本身会发生自放电导致电池活性材料快速衰退,闲置时间越长,电池损坏越严重,因此电动车闲置不用时,保持每月充电一次,使电池处于健康状态。

  电动车已经越来越多地出现在我们的生活中,电池的衰减是绕不开的问题,因为它将直接影响续航里程。对于已经购买电动车的消费者而言,良好的使用习也能有效延长电池寿命。但从条条框框的使用要求可以看出,目前电池的技术还是不够完善的。随着电动车电池研究的快速进步,工程师在不断给锂电池续命,相信再过两年电动车将会迎来新的一轮改革。

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