淺談動(dòng)力電池續航：電動(dòng)汽車(chē)的“攔路虎”

　　大到純電動(dòng)汽車(chē)，小到電腦、手機等電子產(chǎn)品，電池的續航能力始終受到消費者的高度關(guān)注，就連最近三星note7爆炸事件，也被一些專(zhuān)家歸咎為開(kāi)發(fā)商過(guò)多追求續航能力而忽略了電池的安全隱患。受電池困擾的企業(yè)不止三星一家，最近微軟Surface Pro3的電池也出現了問(wèn)題，部分用戶(hù)反映，內部搭載LGC電池的Surface Pro3在升級之后續航時(shí)間嚴重縮水。

　　鋰離子電池容量為什么會(huì )衰減?

　　鋰離子電池是繼鎘鎳電池、氫鎳電池之后發(fā)展最快的二次電池。鋰離子電池的應用很大程度取決于其充放電循環(huán)的穩定性，和其它二次電池一樣，鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程中容量衰減是不可避免的。

　　鋰離子電池在兩個(gè)電極間發(fā)生嵌入反應時(shí)具有不同的嵌入能量，而為了得到電池的最佳性能，兩個(gè)宿主電極的容量比應該保持一個(gè)平衡值。如果容量比過(guò)大或者過(guò)小，就會(huì )導致負極材料被過(guò)充電而存在安全隱患，或者負極不能被完全利用。

　　對于理想的鋰離子電池系統，在其循環(huán)周期內容量平衡不發(fā)生改變，每次循環(huán)中的初始容量為一定值，然而實(shí)際上情況卻復雜得多。任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子或電子的副反應都可能導致電池容量平衡的改變，一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過(guò)多次循環(huán)進(jìn)行累積，對電池性能產(chǎn)生嚴重影響。

　　在鋰離子電池中，除了鋰離子脫嵌時(shí)發(fā)生的氧化還原反應外，還存在著(zhù)大量的副反應，如正負極過(guò)充反應、電解液分解、自放電、活性物質(zhì)溶解、金屬鋰沉積等，這些都會(huì )造成電池內容量平衡被破壞，導致鋰電池發(fā)生永久性容量損失。此外，極溫環(huán)境等外在因素也會(huì )造成鋰電池容量暫時(shí)下降。

　　動(dòng)力電池衰減嚴重影響續航能力

　　近兩年來(lái)，我國大力推廣新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，然而在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段，總會(huì )暴露一些問(wèn)題，動(dòng)力電池衰減問(wèn)題也正在成為阻礙新能源汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。

　　低溫是電池殺手。在冬季嚴寒天氣下，純電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池由于活性降低、需要長(cháng)時(shí)間為空調供電等原因，續航里程出現一定程度縮減是正常的。尤其是空調的使用更是極大縮短了電動(dòng)汽車(chē)的續航里程，這是因為汽油車(chē)是依靠發(fā)動(dòng)機散熱來(lái)提供暖風(fēng)，不會(huì )增加油耗，而電動(dòng)汽車(chē)由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機散熱一說(shuō)，需要消耗更多的電量來(lái)制熱。這也是消費者抱怨電動(dòng)汽車(chē)續航里程普遍虛高的原因之一，即便是特斯拉的用戶(hù)也不能幸免。在特斯拉的全球第二大市場(chǎng)挪威，有不少關(guān)于ModelS用戶(hù)抱怨氣溫降至0度以下時(shí)汽車(chē)續航里程驟降以及充電困難的案例。特斯拉公司也承認，當氣溫低于0度時(shí)，ModelS會(huì )遭遇充電難問(wèn)題。

　　單體電池差異和BMS系統水平低導致電池衰減。動(dòng)力電池組是由大量單體電芯組合而成，根據電池廠(chǎng)家制造水平的不同，電池組中單體電池之間的差異性的大小也不盡相同。鋰電池經(jīng)過(guò)多次反復充、放電循環(huán)之后，各串電池電量之間的差異會(huì )越來(lái)越大。

　　由于BMS電池管理系統的過(guò)充和過(guò)放保護，充電時(shí)電量最高的那串電池充滿(mǎn)即停止充電，其他各串則無(wú)法充滿(mǎn);放電時(shí)電量最低的那串電池放完即停止放電，其他各串無(wú)法放完電;鋰電池包的“虛電”(無(wú)法使用的電量)逐步增多，鋰電池包實(shí)際有效電量大大下降，電動(dòng)汽車(chē)續航里程持續下降。如果不能及時(shí)進(jìn)行均衡，電量低的電池串放電深度越深，壽命就越容易縮短，甚至出現個(gè)別電池損壞的情況。但不少廠(chǎng)家對BMS均衡功能的重要性認識不足，并且基于成本上的考慮，當前很多電動(dòng)汽車(chē)鋰電池包BMS都沒(méi)有配置均衡功能，或者只是配置了簡(jiǎn)單的被動(dòng)均衡功能，導致電池包各串電池之間出現差異后無(wú)法及時(shí)修復。

　　車(chē)主使用過(guò)程中操作不當引起續航里程衰減。上文提到，過(guò)充和過(guò)放都會(huì )導致電池容量減損，車(chē)主充電時(shí)間過(guò)長(cháng)，或者駕駛時(shí)不考慮電池余量直到愛(ài)車(chē)趴窩，這些都會(huì )影響動(dòng)力電池的續航里程和使用壽命。此外，由于鋰電池長(cháng)久不用會(huì )出現自放電現象，這也會(huì )對動(dòng)力電池造成損害。因此，當電動(dòng)汽車(chē)一段時(shí)間內不使用時(shí)，需要每隔一段時(shí)間啟動(dòng)一次汽車(chē)，給電池充下電。

　　動(dòng)力電池質(zhì)保條款正逐步完善

　　目前，國內絕大多數在售的新能源車(chē)產(chǎn)品，在電池質(zhì)保條件上，卻有很多模糊地帶和問(wèn)題。這些問(wèn)題，隨著(zhù)國產(chǎn)新能源車(chē)產(chǎn)品保有量和保有時(shí)間的增加，也逐漸浮出水面。雖然國產(chǎn)新能源汽車(chē)對整車(chē)和關(guān)鍵零部件都提出了質(zhì)保的時(shí)間和里程條款，但是沒(méi)有說(shuō)明電池質(zhì)保的條件，導致消費者購買(mǎi)新能源汽車(chē)后，發(fā)現電池衰減問(wèn)題，與經(jīng)銷(xiāo)商發(fā)生了很多糾紛。

　　近期，北京新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布了《北京市示范應用新能源小客車(chē)售后服務(wù)規范(征求意見(jiàn)稿)》?！兑幏丁分刑岢鲂履茉葱】蛙?chē)動(dòng)力電池及管理系統、驅動(dòng)電機及其控制器、整車(chē)控制器等關(guān)鍵零部件保修期不低于8年或12萬(wàn)公里，以先到者為準;新能源小客車(chē)自銷(xiāo)售者開(kāi)具購車(chē)發(fā)票之日起60日內或者行駛里程在3000公里之內(以先到者為準)，動(dòng)力電池、驅動(dòng)電機的主要零件出現產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的，消費者可以選擇免費更換動(dòng)力電池、驅動(dòng)電機。

　　電池中國網(wǎng)認為，我國新能源汽車(chē)在發(fā)展之初，出現一些問(wèn)題在所難免。隨著(zhù)動(dòng)力電池廠(chǎng)家及整車(chē)企業(yè)技術(shù)水平的提高，這些問(wèn)題將會(huì )逐步得到緩解或解決。目前我國動(dòng)力電池相關(guān)質(zhì)保條款還在構建中，整個(gè)體系有待完善，必要時(shí)可以借鑒日德等國家的相關(guān)條例。