俗話說得好,車不是開壞的,而是放壞的。燃油車三個月不開,最多就是打不著火。但純電動車三個月不開,很可能就會讓你的電池報廢。
如今的中國消費者,已經到了談“換電池”色變的程度。去年開票價24.9萬元極星2,更換電池組的時候報價高達54萬元。再比如,去年網上流傳出一份極氪001售后備件價格表,其中100度電池報價為199,747元,86度電池的報價分別是149,214元。
雖然,很多時候商業保險和整車質保能覆蓋換電池的開銷,但學習如何愛護電池這件事刻不容緩。
在不久前,有一位極氪001的車主在社交媒體上表示:“出差兩個月回家,發現剛提沒多久的電車的動力電池,因為沒有開壞掉了。”此外,車主援引極氪售后人員的話稱,“電車不開電池就會壞,是正常情況,可能讓其自費更換十幾萬的電池。”
當然,極氪在回應中否認了“自費十幾萬元更換電池”的說法,并表示:在用戶報修檢測后,極氪也在第一時間進行檢測并安排售后服務,與用戶充分溝通后提供了對方認可的解決方案。但同時,官方回應中也明確了一點就是,這輛車確實是因為長時間停放引發了動力電池故障。
極氪方面公布了事件的初步信息:用戶車輛版本為3.2.2a,于2月11日下午充電至SOC88%,此后車輛一直停放至5月15日并出現動力電池虧電情況,停放時間超過3個月。
那么問題來了,新能源汽車車主們,是不是不配擁有超過三個月的出差呢?
眾所周知,現在新能源汽車所使用的鋰電池,天生嬌貴。太熱了不行,太冷了也不行,充得太快了也不行,用得太干凈了更是不行。
長時間停放而導致電量完全放干的情況,通常被稱之為“過放”,它與“過充”是兩個極端情況。
“過充”,顧名思義就是過度充電,它指電池充電到額定容量后,繼續對電池進行額外充電。而 “過放”,就是過度放電,指電池放完內部設定電量后繼續放電。
過充了會炸好理解,但為什么把電用光了也會損壞電池呢?
這要從充放電的原理說起。
鋰電池的充電過程,本質上就是鋰離子移動的過程。我們可以把正極和負極看作是兩個水池,中間有隔膜來將兩個“水池”隔開。
在充電過程中,鋰離子從正極、通過隔膜,遷移到負極,嵌入石墨中;而在放電過程中,負極石墨中的鋰脫出,經過負極,到達正極,負極電位上升,正極電位下降。
但如果“過充”,就相當于鋰離子把負極這個“水池”給撐爆了。反過來,“過放”就相當于鋰離子把正極這個“水池”給撐爆了。兩種極端情況,都可能對電池包造成嚴重的危害。
當電池過充時,正極中的鋰離子過度脫出,正極被“撐爆了”,其晶格結構塌陷并析出氧氣,氧氣的釋放還會進一步造成電解質分解,電池內部壓力增加,輕則鼓包漏液,重則短路熱失控。
當電池過放時,鋰離子將完全從石墨負極中脫出,原本在負極上形成保護膜的鋰離子,也會被破壞掉。在下次充電的時候,需要先消耗鋰離子來重新恢復這層保護膜,這就導致電池容量的永久性下降。注意,過放對動力電池的影響是不可逆的。
過放的內部短路過程
中汽中心的《動力電池輕度電濫用積累造成的性能和安全性劣化研究》報告中,就對18650型三元鋰離子進行過“過放”的研究,結論顯示:輕度過放電的積累效應會為電池帶來安全隱患,導致電池容量迅速衰減后失效。安全性方面,經過19次105%額定容量的過放電循環,電池樣品發生內短路后失效。性能方面,經過19次輕度過放電積累,電池放電容量降低了12%。
比電池容量下降更致命的,是因為過放而產生的電極結構的形變,會導致該區域正負極之間失去緊密接觸,導致內阻增加,并顯著增加發生內短路的安全隱患。
一旦發生短路,一場昂貴的煙花秀,將不可避免地上演。
所謂的“自放電”,是指電池在未使用狀態下,電量也會自然損失。
在眾多品牌的用戶手冊中,都提到了電量自己消失的情況,比如阿維塔是這樣寫的:“若長時間停放車輛,動力電池也會緩慢地放電,動力電池電量長期過低會影響動力電池使用壽命。”而小鵬汽車的用戶手冊中則寫道:“即使不使用車輛,動力電池也會緩慢自放電。”
“自放電”的定義是:電池在開路狀態時,其存儲的電量自發被消耗的現象,又稱電池的荷電保持能力,即在一定環境條件下,電池儲存電量的保持能力。理論上,荷電狀態下電池的電極處于熱力學不穩定狀態,電池內部會自發進行物理或者化學反應,導致電池化學能的損失。
除了電池本身放著就會掉電之外,車上的電子設備也會消耗電量。
與燃油車類似的是邏輯,即便是未行駛狀態下,低壓蓄電池也需要給車輛上的電器設備供電,以保持數據的記憶功能。而越是智能化配置高的車型,需要耗電的電器設備就越多。尤其是像特斯拉等新勢力產品,即便是車停著,娛樂系統、數據系統也會繼續工作。在開發出哨兵模式以后,如果處在哨兵模式,車輛還將對外圍環境做記錄。
特斯拉在用戶手冊中就明確寫道:“即使 Model 3 未行駛,電池也會非常緩慢地放電,為車載電子設備供電。電池可能會以每天約1%的速度放電,此放電速度可能因環境因素(例如寒冷天氣)、車輛配置和您在觸摸屏上所選設置的不同而存在差異。”
如果按照特斯拉Model 3可用能量約78kWh估算,每天就要消耗780Wh;而如果按照13.5V來算,大約57Ah。24小時工作,那么這車的靜態工作電流能達到2.4A。掐指一算,基本一晚上就要消耗掉一個12V蓄電池的電量。所以,特斯拉將DCDC和充電機集成到電池系統,這樣的高壓動力電池就可以隨時為12V電池補電。
貼心的特斯拉,還在用戶手冊中提醒用戶:“在某些情況下,Model 3 必須長時間處于不通電狀態(例如,因旅行而停放在機場)。在這些情況下,記住這個1%,以保證您停放時電池具有足夠充電量。例如,兩周(14天)之后,電池會放電約14%。”
但總會有糊涂的車主,忘記自己還有一臺純電動車放在家很久沒開,所以“藏電”就很有必要了。
被遺忘的初代特斯拉Roadster
“藏電”,顧名思義就是隱藏電量。為了保證電池不會過充和過放,從而保證動力電池安全和壽命,車企通過會“藏”一部分的電量。這也就是為什么,很多純電動車的續航開到0%之后,依舊可以行駛一段距離。通過降低輸出功率、關閉空調等耗電設備之后,車輛還能用“藏”著電安全行駛到充電站。
“總帶電量”與“可用電量”之間存在的數值差距,基本上就可以視為藏電量。但具體藏多少電合適,行業內并沒一個絕對的標準,純屬靠車企自覺。不想把車主撂馬路上,那就多藏一點。為了多標高一點續航,那就少藏一點。
比如,保時捷Taycan Turbo S的總帶電量為93kWh,但可用電量只有83.7kWh。顯然,保時捷為了保險起見,給尊貴的車主藏了更多的電量。即便是有藏電,停放時間只要夠長,動力電池中的電量都會被慢慢消耗掉。
真危險!
這意味著,如果特斯拉車主因為過度放電,而導致電池組件損壞,那么這個錢很可能車主自己來掏。官方60kWh電池包,更換需要14.6萬元,請問微信還是支付寶?
實際上,為了避免“電池被放壞”,車企們都會在用戶手冊中寫“電量用光會損壞電池”之類的警告。但只要車子沒出什么大毛病,絕對不會有人把用戶手冊翻開通讀一遍的。
試問一下,有多少特斯拉車主,知道用戶手冊中寫到這樣一句話:“電池放電到0%可能導致車輛組件損壞”。又有多少蔚來車主知道用戶手冊中寫到:“如果車輛剩余里程為0公里,請務必于24小時內對車輛進行充電。如72小時內仍未及時充電,可能對動力電池造成不可恢復的損壞。”
甚至,車企還會貼心的給出長期停車的tips。像小鵬就建議用戶:當連續停放超過 1 個月時,建議每 1 個月對動力電池進行一次充放電,否則會因虧電而降低動力電池的性能。而極星給出的建議更細致:“長期存放的建議充電狀態 (SoC) 介于40%與50%。如果計劃超過3個月長期存放,建議車輛進行恒定交流充電,并將最大充電狀態 (SOC) 設置為40%或50%。持續檢查交流充電過程是否正常。”
顯然,光靠寫好《用戶手冊》是造不好智能汽車的。當前,已經有一些智能化的手段能彌補電池先天的弊端。
首先,從車端通過“低功耗模式”或者“睡眠模式”,以減緩電池放電。比如,特斯拉在顯示的電量降至約 0%時,車輛會自動進入低功耗模式。在此模式下,電池將不再支持車載電子裝置和輔助低壓電池。
同樣的,理想汽車在長時間不用車的時候,車輛也會自動進入低功耗模式。進入低功耗模式后,中控屏進入深度睡眠狀態(例如:5G模塊連接關閉、安卓系統待機關閉等)。
其次,從云端通過預警機制,來提醒用戶充電。一位理想汽車工程師告訴虎嗅:“我們這邊有一個團隊,專門負責預警類的信息。當觸發電池電量低的預警后,售后技術支持在進行分析之后就會和用戶打電話,提醒用戶及時充電。一直不補電,可能就會一直打電話。”同樣的,蔚來在觸發條件后也會通過后臺及時提醒用戶補電。甚至于,蔚來連胎壓報警時都可能會打電話給車主,提醒其補胎。
一旦發現車輛沒電了,蔚來車主還可以叫一鍵加電服務,遠程對車輛進行補電。別說出差三個月了,就是用半年的時間去環游世界,也不用擔心回來以后“電動爹”要重金換“心臟”。
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