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如何看待威马发布视频称跑20万公里,电池衰减才2.85%?比起威马的电池衰减,我是衷心更佩服这位威马车主。短短一年半也就是540天左右的时间里,开出了足足19.9w公里。平均每天368km,这几乎已经赶上了一辆双班运营出租车的驾驶强度,也足够每天从南京新街口开到上海——还不止——能开到上海的临港滴水湖。就算天天跑高速,每天也有至少4个小时在高速上。做工程的赚钱,但也的确是辛苦。 说回今天的主题——电池衰减。 提到20w公里的电动车,衰减似乎是逃避不了的话题。也是对于电动车持币待购的消费者所最担心的一个点——“电动车跑个十万八万公里,电池就报废了”,“换个电池又要十万八万,比买台新车还贵”云云。衰减客观存在,但也并没有那么可怕。就好比人生下来就注定会有一天死去,我们的一生也只有30000个明天。但是不能因为害怕死亡,所有就不去面对今后的生活。对于这样一件 大家对于衰减最直观的认识,更多来源于之前若干年手机的使用体验。明明充满电都显示100%,但是旧的手机续航不到当年巅峰状态的一半。手机用两年卖给“爱回收”也不心疼,可这样肉眼可见的衰减“如果”发生在新能源车上,的确对于车主很难接受。我们先来看一下,什么是衰减。 电池衰减分为不可逆衰减和可逆衰减随着汽车使用里程的增加,电池的可用容量会存在一定的衰减,这有两种可能。电池内部本身电化学物质的损失,而造成的电池老化,被称为不可逆衰减(Irreversible Capacity Loss)。而电芯状态不一致或低温造成电池性能衰减,被称为可逆衰减(Reversible Capacity Loss)。这两个衰减都可能在实际使用过程中对于实际的续驶里程产生叠加的影响,但是OEM通过标准的规范获得的结果,肯定是“不可逆衰减”。 不可逆衰减是不能通过技术手段进行恢复的,损失的电池容量就永远丢掉了,而可逆衰减可以通过电池均衡(Balancing)或恢复温度等方法,把暂时损失的电池能量找回来。 所以,电动汽车跑了一段时间后,发现续驶里程明显减少了,先尝试做个电池均衡——也就是用慢充充满之后保持一段时间。一般现在所有纯电动车的电池管理系统中,都会通过软硬件的手段,来为电池包匹配均衡的功能。我这里有一块典型的均衡回路,这块PCB版上的每个小小的电阻对应着一节电芯。一旦电池管理系统监测到慢充即将结束,就会通过控制这几个电阻,来释放电压更高的电芯的能量,使得不同电芯间的电压达到均衡的状态。 每个小小的电阻,都连接着这块PCB所管理的模组里的一节电芯。在视频里车主提到,在能够慢充的时候经常会慢充。慢充低廉的费用固然是消费者喜欢的原因,但是同时也确保了车主经常进行均衡这个必不可少的过程。 当然还有一点,电池可用能量与温度有关。等待天气回暖,你可能又会发现丢失的续航又神奇的回来了。 2. 电池衰减不仅和公里数有关,还与下线时间、使用工况有关 我们可能会注意到,汽车企业对于车辆的质保承诺条件,一般都是用多少年不超过多少万公里,来限定的。换句话说,对于车上所有的零件来说,时间和里程都会同时影响它们的寿命。对于电池的容量来说,这点体现得更为明显 电池衰减存在“日历寿命”与“循环寿命”两个概念,这两者会叠加起来共同对电池的衰减造成影响。 日历寿命是指动力电池从生产线正式下线后,经过一段时间的存放或使用,直至电池无法使用,即报废所需要的时间。影响日历寿命的关键因素有温度T与时间t。一般来说,动力电池内阻一般与存放时间的1/2次方,即根号t成正比——存放时间越长,电池容量越低。而存放温度越高,日历寿命也会越低,换句话说也就是衰减会越快。 循环寿命是指动力电池其标称容量降至初始容量80%以下之前,可以完成的完全充放电循环数。而影响循环寿命的关键因素是时间t与充放电循环数N。所以一次完全充放电循环的定义,即电池放电深度(DOD)就显得尤为重要。放电深度越浅,所对应的循环寿命就越长,电池衰减就会更慢。 这个威马EX5的案例,明显是比较典型的日历时间很短,但循环次数很多的那种比较极端的情况。EX5电池能量69度电,满电续航约400公里,而案例中的这台EX5,充电1500次行驶20万公里。也就是说每次充电平均只行驶133公里,充放电的区间很窄,对电池的寿命很有好处。 3.2.85%的实测数据非常引人注目,但更多细节仍值得期待 威马公布6项结果中,除去衰减指标以外,压差、绝缘与气密性指标,都看起来非常良好。但整个电池的操作,对一家严肃造车企业来说应该也只是常规操作。 根据小编的开发经验,压差指标可能不能说明太多问题。作为三电系统开发工程师的小编,工作中也经常接触寿命试验。不管是静态压差还是动态压差,都只能在一定程度上影响电池寿命,有的电池包在循环过程中压差逐渐增大,我们在给电池包做完均衡之后,压差降低,但是电池包的容量并不会变好太多,原因就是有的电芯衰减变快,容量已经比其他电池容量低了。就是压差只能在一定程度上影响寿命,但不是非常重要。 整个最关键最核心的参数,无疑是电池包容量的结果——20w公里后2.85%的衰减。国标GB/T 31486/2015 《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》,规定了电动车电池容量的方法。这份标准中,对动力电池容量有着相对严格的环境和性能要求,例如温度、湿度、大气压力、放电倍率等。道理很简单——在不同的环境下,电池的容量结果会有很大的偏差。 首先是由于不同放电倍率下,损耗在电池内部的能量不同导致外部测得的容量会有偏差,1/3C和1C状态下测得的结果偏差可能高达5%,所以一定要一致。如同上面所说,不同温度情况下电池表现的可用能量相差很多,也就会体现在容量的结果上。所以一定要在恒定的温度下,才能做到apple-to-apple。初始容量的选取也有一定影响。猜测这台20w公里威马EX5在计算衰减时,是采用当前电池容量除以额定容量153Ah,得到的衰减2.85%。而EX5搭载的CATL生产153Ah这款电池,在很多其他品牌电动汽车也有采用,我们还是非常熟悉的,完全可以点出很多同样使用这款电芯的明星车型。实际上,这款电池在出厂时1C放电容量约在156Ah左右,所以在这里标准的偏差,也会导致大约2%的误差。实际上OEM产品衰减程度,主要是由电芯供应商的电芯产品决定——也就是电芯天生的底子要好。在选用大牌供应商比较优秀的电芯产品后,OEM就要在SOC估算、均衡算法控制、热管理等方面确保电芯工作在合理的温度区间、SOC区间、并且相互能够均衡,等等复杂的条件,比如热管理就一向是威马的强项。 必须承认,20w公里(500个完整充放电循环)后,这台EX5的衰减情况只有2.85%,是很厉害的。但是现在的这个视频里,威马还并没有公布具体的容量过程。如果后续能够展示在以上提到的几点,相信能够让更多的人留下更深刻的印象。 |