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鋰電池電量也有誤區(qū):令電動汽車電池衰減的‘元兇’是誰?

發(fā)布時間:2016-02-06 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】對于電動汽車的用戶來說,長時間使用的電動汽車,電池的電量會不會受到影響是他們最關(guān)心的問題之一,就目前的技術(shù)來說,這必然導(dǎo)致容量變小。對此,有人對電動車的鋰電池進行了調(diào)研。電池的衰減呈現(xiàn)了兩個趨勢,一是行駛里程越長,衰減越大;二是溫度越高,衰減越大。
 
回顧2015年,各大卡車主機廠紛紛推出各自旗下的電動卡車,真可謂是百花齊放。各大卡車主機廠推出的電動車型基本都是基于現(xiàn)有車型進行升級改造的,雖然外觀保持一致,但內(nèi)在卻大有不同,一整套動力系統(tǒng)均被更換為電動車的電機和電池等設(shè)備。
 
 
一套完整的電動車系統(tǒng)包括整車控制器、電力電子單元(PEU)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機(TM)。其中今天我們就來聊一聊電池的問題,電池作為電動車的動力源,占有極其重要的地位,說白點,電池罷工了,這車也不用走了。據(jù)了解,目前市場上大部分的電動卡車用的都是鋰電池。
  
鋰電池是主流,應(yīng)用廣泛
  
“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
 
 
鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)幾個國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
 
出于安全考慮,標準電量與實際電量并不相等
  
每塊電池在出廠時都會設(shè)定一個安全值。這是從電池安全的角度考慮,電池的初始電量中,生產(chǎn)廠家會保留一部分電量不被使用。之所以這樣做,完全是出于安全的考慮。電池不宜過度的充放電,如果電池被過度充電,極易誘發(fā)事故,最典型的例子就是新聞上常有的手機使用劣質(zhì)充電器充電導(dǎo)致電池過充而引發(fā)的爆裂事故。同樣,如果電池過度的放電,超過電池放電的終止電壓值,還繼續(xù)放電時就可能會造成電池內(nèi)壓升高,正、負極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞,使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。因此,電池設(shè)定的“安全冗余”同時也是為了保護電池的正常壽命。
 
 
正因為如此,電池中的10%-20%的容量被預(yù)留出來作為冗余的空間,因而才導(dǎo)致用戶使用時會覺得電池的實際電量會少于廠家標稱的電量。
  
溫度對電池容量的影響,低溫使電池容量下降
  
對于鋰電池來說,一般的工作溫度在-20度到60度之間,而在0-40度之間電池能發(fā)揮最大的性能,一旦電池實際使用環(huán)境的溫度低于0攝氏度,就會使電池的電量有一定程度的下降。
 
手機上普遍采用鋰電池并且都有低溫保護
  
由于純電動汽車在冬季需要用車載空調(diào)制熱,溫度越低空調(diào)系統(tǒng)的負荷則越大。因此,必然會加劇車載蓄電池的電量消耗,因此在冬季純電動汽車的續(xù)航里程也會相應(yīng)的縮短。
  
電池都會衰減,使用不當會加速衰減
  
對于電動汽車的用戶來說,經(jīng)過長時間使用的電動汽車,電池的電量會不會受到影響是用戶最關(guān)心的問題之一。經(jīng)過長時間使用后的電池就目前的技術(shù)來說必然導(dǎo)致容量變小。對此,有人對電動車的鋰電池進行了調(diào)研。電池的衰減呈現(xiàn)了兩個趨勢,一是行駛里程越長,衰減越大;二是溫度越高,衰減越大。行駛里程和溫度是兩個很重要的影響因素。
 
OCV為電池電壓,DOD為電池的放電量
  
此外,電動車電池在在不工作的時候也是會發(fā)生衰減。綜合看來,車輛行駛里程越長電池電量衰減越大,此外車輛如果長期存放時電池電量也會有所減少。
  
要實現(xiàn)最大續(xù)航里程,駕駛習(xí)慣很重要
  
一般的駕駛員都知道,緩加速和少急減速對油耗的降低有一定的幫助作用,車開得越是平穩(wěn),越節(jié)省燃油,電動車同理。電動車應(yīng)盡可能避免急加速,當急加速時,電機需要電池在短時間內(nèi)提供大量的能源,而這部分能源的釋放并不會直接100%的體現(xiàn)在加速度上,總會有少量的能量會通過各種形式流失。當車輛平穩(wěn)行駛時,電池對電機恒定輸出能量,在這個過程中,能量的損失就要比急加速少得多。
 
 
與此同時,在行駛過程中,電動車也不宜急減速。電動車的制動系統(tǒng)可以認為有兩套,一套是通過電機的反拖制動,當駕駛者松開油門時,電池停止向電機提供電能,此時的電動機被車輛的慣性拖著轉(zhuǎn),電動機變?yōu)榘l(fā)電機向電池充電,把制動產(chǎn)生能量變?yōu)殡娔軆Υ嬖陔姵刂小6硗庖惶讋t是傳統(tǒng)意義上的剎車系統(tǒng),通過剎車皮與剎車盤的摩擦使車輛減速,當駕駛員踩下剎車踏板,剎車系統(tǒng)工作,車輛迅速降低了速度,但車輛的動能卻在剎車盤上變成熱能白白流失,此時電動機可回收的能量大大減少。因此駕駛員的駕駛習(xí)慣和對道路情況的預(yù)判斷也是影響電動車續(xù)航里程的因素之一。
  
編后語:
  
隨著現(xiàn)在國內(nèi)政策對電動車傾斜,未來將會涌現(xiàn)更多的電動卡車,并且會有大量的電動卡車進入貨運市場,但電池技術(shù)的發(fā)展仍是電動卡車發(fā)展的最大瓶頸,希望隨著電動卡車的普及能直接推動電池技術(shù)的爆發(fā),未來能看到續(xù)航里程更長,電池更耐用的電動卡車出現(xiàn)。
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