鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1295次 | 2022年02月18日
電動(dòng)汽車鋰離子電池使用壽命
GBS60AH大單體磷酸鐵鋰電池使用一年有余,行駛距離14000km,目前估測(cè)實(shí)際續(xù)航里程下降了大約5%~10%,可能因?yàn)殚L期1C~2C放電所致吧。如果按照官方參數(shù),到報(bào)廢起碼得容量下降致60%才算,估測(cè)那起碼得等到三年后了。但是不同的電池在相同條件下的循環(huán)壽命是不一樣的。
這個(gè)看你怎么用了,用哪一家的車和電池了。一輛用磷酸鐵鋰電池做動(dòng)力的電動(dòng)自行車,目前以24V10AH和36V10AH這兩種電壓為主,做鐵鋰電芯的企業(yè)有幾十家,用圓柱的磷酸鐵鋰電芯組合成電動(dòng)自行車估計(jì)不超過十家。電池廠通過pack好電池組加上外殼提供給自行車廠組裝好,提供給最終客戶。一般單體電芯的循環(huán)壽命超過2000次,組合起來因?yàn)橐恢滦缘膯栴},估計(jì)做得好的話在1000-1500次左右,使用時(shí)間長短,還要看保護(hù)板的保護(hù)功能,以及使用者的用電狀態(tài)。如果淺充淺放,循環(huán)壽命會(huì)很長。
磷酸鋰電池是鋰離子電池的一種。目前磷酸鋰電池的充電次數(shù)可以達(dá)到1萬次,循環(huán)使用壽命可以達(dá)到7-8年,一次充電40分鐘就可以充滿,是一般鉛酸電池?zé)o法比的,價(jià)錢是同樣容量鉛酸電池的12-15倍,這主要是目前國內(nèi)沒有產(chǎn)生磷酸鋰的技術(shù),目前磷酸鋰電池只有美國在生產(chǎn),但是一般電動(dòng)車的鋰電池都是鈷酸鋰電池,錳酸鋰電池,鎳酸鋰電池,
比亞迪唐是一款四驅(qū)SUV車型,但相比傳統(tǒng)四驅(qū)車型它沒有傳統(tǒng)意義的中央差速器、分動(dòng)箱和傳動(dòng)軸,它的四驅(qū)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式是通過在車輛的后軸單獨(dú)設(shè)置一個(gè)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)后軸,并通過電動(dòng)機(jī)控制裝置來實(shí)現(xiàn)前后軸的動(dòng)力分配。
比亞迪唐的動(dòng)力系統(tǒng)分為兩套,其中常規(guī)的汽油動(dòng)力系統(tǒng)采用了它自主研發(fā)的2.0Ti發(fā)動(dòng)機(jī)以及新的濕式雙離合變速箱。這臺(tái)2.0Ti發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為151kW(205hp)/5500rpm,最大扭矩為320N·m/1750-4500rpm。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)則是由兩套分別放置在前后軸的電動(dòng)機(jī)組成,每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最大功率為110kW,最大扭矩為200N·m。當(dāng)車輛急加速的時(shí)候,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,這樣發(fā)動(dòng)機(jī)+電動(dòng)機(jī)可以輸出最大功率為370kW,最大扭矩為720N·m。而對(duì)于這款車的加速性能,廠家公布的唐0-100km/h的時(shí)間為4.9s。
雖然與已經(jīng)上市的秦采用同樣的DMII混動(dòng)系統(tǒng),在蓄電池的電池容量上唐則進(jìn)行了一些升級(jí),最大電池容量達(dá)到18.4千瓦·時(shí),這樣唐在純電動(dòng)的情況下可以實(shí)現(xiàn)85公里的續(xù)航里程。
比亞迪唐電動(dòng)汽車電池詳解
比亞迪唐與秦一樣采用磷酸鐵鋰電池,只不過秦的電池容量為13千瓦·時(shí),而唐的電池容量提升至了18千瓦·時(shí),純電續(xù)航達(dá)85公里。
磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用,可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是"新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年",最多也就1~1.5年時(shí)間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,理論壽命將達(dá)到7~8年。綜合考慮,性能價(jià)格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。
報(bào)告顯示,鈷酸鋰電池在高溫下最不穩(wěn)定,磷酸鐵鋰電池最穩(wěn)定:當(dāng)溫度達(dá)到180度時(shí)特斯拉用鈷酸鋰電池就會(huì)分解成氧,放出大量的熱能而可能爆炸;錳酸鋰電池分解溫度高于鈷酸鋰電池;比亞迪磷酸鐵鋰電池達(dá)到600度結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定,不釋放氧氣。
電池技術(shù)路線決定了純電動(dòng)車的發(fā)展?jié)摿Γ障弟嚻蟠蟛糠植捎缅i酸鋰電池,國內(nèi)車企大部分采用磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰在能量密度上低于錳酸鐵鋰電池,但在使用壽命反之。錳酸鐵鋰電池在50度環(huán)境下,正極的錳會(huì)熔解進(jìn)電解液,縮短壽命;而磷酸鐵鋰因?yàn)椴捎萌齼r(jià)鐵,無法再進(jìn)行化學(xué)變化,壽命更長。
總結(jié):比亞迪唐電動(dòng)汽車電池壽命雖然官方并未做明確說明,但從磷酸鐵鋰電池的性能來看,電池使用7-8年應(yīng)該不成問題,不過隨著充電次數(shù)的增加而導(dǎo)致的電池?fù)p耗上升的問題,廠家是否能提供電池回購等售后服務(wù)項(xiàng)目則是吸引消費(fèi)者眼光的另一大賣點(diǎn)。
如何延長電動(dòng)車鉛酸蓄電池壽命
一、令人頭痛的電動(dòng)車電池問題
對(duì)于電動(dòng)自行車來說,發(fā)展勢(shì)頭異常迅猛。近幾年每年的實(shí)際產(chǎn)量都超過社會(huì)保有量,這是一個(gè)驚人的數(shù)據(jù),這表明著電動(dòng)車的產(chǎn)銷上正經(jīng)歷著最輝煌的歷史。身在這個(gè)紅紅火火的市場(chǎng),賺錢并不是太困難的事。但是,每個(gè)優(yōu)勢(shì)行業(yè)都有“軟肋”,如果要問在這個(gè)行業(yè)中搏擊的老板級(jí)人物,什么是經(jīng)銷電動(dòng)車最頭痛的問題,唯一的答案就是電池壽命短。
現(xiàn)在大部分廠家都承諾電池質(zhì)保一年,商家當(dāng)然就這么宣傳,可是半年后問題出來了,大量的用戶回來,他們不是來二次消費(fèi)的,也不是介紹朋友來購車的,而是來更換電池。就算電池廠家履行保修承諾,用戶們也不會(huì)滿意,他們會(huì)認(rèn)為這是電動(dòng)車的質(zhì)量問題,經(jīng)銷商花費(fèi)了大量的精力,還是不能避免被投訴。也許這個(gè)問題出在電池制造商那里,可是電池制造商也有苦衷,電池的設(shè)計(jì)及循環(huán)放電試驗(yàn)都表明,電池的循環(huán)壽命的確是一年半甚至兩年,生產(chǎn)時(shí)也嚴(yán)格按照工藝流程控制質(zhì)量,可半年后很多電池就會(huì)老化。有的廠家開始嘗試用壽命更長的固體電池、鎳電池甚至鋰電池代替鉛電池,但高昂的成本在以上班族為主消費(fèi)群的市場(chǎng)面前失去了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),很多富有開拓和進(jìn)取精神的廠商被無情地打敗。我們都知道,諸如電視、計(jì)算機(jī)等很多電子產(chǎn)品的壽命可長達(dá)十年,但廠家也只提供一年的質(zhì)保,而電動(dòng)車電池最多就兩年的壽命,電池制造商們卻要硬撐著質(zhì)保一年,這是為掩飾電動(dòng)車電池壽命不理想這個(gè)無可奈何的現(xiàn)實(shí),同時(shí)為穩(wěn)定用戶的消費(fèi)信心。這個(gè)“硬著頭皮”質(zhì)保的方法短期內(nèi)還能抵擋片刻,時(shí)間長了,問題總會(huì)凸現(xiàn)出來。所以,這個(gè)行業(yè)里出現(xiàn)了很多游擊隊(duì)式的廠商,他們以半年為周期,不建立固定客戶群,以損害整個(gè)行業(yè)利益為代價(jià)而謀取著他們個(gè)人的利益。
那么如何提高電池的壽命,如何改進(jìn)電池的的使用環(huán)境等等問題都是大家非常失望但又關(guān)心的問題。為了弄清楚延長電池壽命的途徑,首先就要弄清楚電池的失效機(jī)理,以便對(duì)癥下藥。
二、電動(dòng)車鉛蓄電池壽命短的原因
從1859年,法國人加斯東普蘭特發(fā)現(xiàn)了鉛酸充放電的現(xiàn)象后,鉛酸蓄電池一直是電池領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品,如汽車、機(jī)車、輪船、飛機(jī)、后備供電設(shè)備上都有鉛酸蓄電池,但我們并有聽到很多來自這些領(lǐng)域?qū)︺U酸蓄電池的不滿,然而,為什么同樣的產(chǎn)品到了電動(dòng)自行車上卻是名符其實(shí)的“怨聲載道”。下面我們從幾個(gè)方面闡述產(chǎn)生這一問題的原因。
1、鉛酸蓄電池工作原理方面的原因
鉛酸蓄電池充放電的過程是電化學(xué)反應(yīng)的過程,充電時(shí),硫酸鉛形成氧化鉛,放電時(shí)氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結(jié)晶的物質(zhì),當(dāng)電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態(tài)閑置時(shí)間過長時(shí),就會(huì)“抱成”團(tuán),結(jié)成小晶體,這些小晶體再吸引周圍的硫酸鉛,就象滾雪球一樣形成大的惰性結(jié)晶,結(jié)晶后的硫酸鉛充電時(shí)不但不能再還原成氧化鉛,還會(huì)沉淀附著在電極板上,造成了電極板工作面積下降,這一現(xiàn)象叫硫化,也就是常說的老化。這時(shí)電池容量會(huì)逐漸下降,直至無法使用。當(dāng)硫酸鉛大量堆集時(shí)還會(huì)吸引鉛微粒形成鉛枝,正負(fù)極板間的鉛枝搭橋就造成電池短路。如果極板表面或密封塑殼有縫隙,硫酸鉛結(jié)晶就會(huì)在這些縫隙內(nèi)堆積,并產(chǎn)生膨脹張力,最終使極板斷裂脫落或外殼破裂,造成電池不可修復(fù)性物理損壞。所以,導(dǎo)致鉛酸蓄電池失效和損壞的主要機(jī)理就是電池本身無法避免的硫化。
2、電動(dòng)自行車特殊工作環(huán)境的原因
只要是鉛蓄電池,在使用的過程中都會(huì)硫化,但其它領(lǐng)域的鉛酸電池卻比電動(dòng)自行車上使用的鉛酸電池有著更長的壽命,這是因?yàn)殡妱?dòng)自行車的鉛酸電池有著一個(gè)更容易硫化的工作環(huán)境。
①深度放電
用在汽車上的鉛蓄電池只是在點(diǎn)火時(shí)單向放電,點(diǎn)火后發(fā)電機(jī)會(huì)對(duì)電池自動(dòng)充電,不造成電池深度放電。而電動(dòng)自行車在騎行時(shí)不可能充電,經(jīng)常會(huì)超過60%的深度放電,深放電時(shí),硫酸鉛濃度增加,硫化就會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。
②大電流放電
電動(dòng)車20公里巡航電流一般是4A,這個(gè)值已經(jīng)高于其它領(lǐng)域的電池工作電流,而超速超載的電動(dòng)車的工作電流就更大。電池制造商都進(jìn)行過1C充電70%,2C放電60%的循環(huán)壽命試驗(yàn)。經(jīng)過這樣的壽命試驗(yàn),可達(dá)到充放電循環(huán)350次壽命的電池很多,但是實(shí)際在用的效果就相差甚遠(yuǎn)了。這是因?yàn)榇箅娏鞴ぷ髟黾恿?0%的放電深度,電池會(huì)加速硫化。所以,電動(dòng)三輪摩托車的電池壽命更短,因?yàn)槿喣ν熊嚨能嚿硖?,工作電流達(dá)6A以上。
③充放電頻率高
用在后備供電領(lǐng)域的電池,只有在停電時(shí)才會(huì)放電,如果一年停8次電,要達(dá)到10年的壽命,只用做到80次循環(huán)充電壽命,而電動(dòng)車一年充放電循環(huán)300次以上很常見。
④短時(shí)充電
由于電動(dòng)自行車是交通工具,可充電的時(shí)間不多,要在8小時(shí)內(nèi)完成36伏或48伏的20安時(shí)充電,這就必須提高充電電壓(一般為單節(jié)2.7~2.9伏),當(dāng)充電電壓超過單節(jié)電池的析氧電壓(2.35伏)或析氫電壓(2.42伏)時(shí),電池就會(huì)因過度析氧而開閥排氣,造成失水,使電解液濃度增加,電池的硫化現(xiàn)象加重。
⑤放電后不能及時(shí)充電
作為交通工具,電動(dòng)自行車的充電及放電被完全分離開來,放電后很難有條件及時(shí)充電,而放電后形成的大量硫酸鉛如果超過半小時(shí)不充電還原為氧化鉛,就會(huì)硫化結(jié)成晶體。
3、鉛蓄電池生產(chǎn)方面的原因
針對(duì)電動(dòng)自行車用鉛酸蓄電池的特殊性,各個(gè)電池制造商采取了多種方法。最典型的方法如下:
①增加極板數(shù)量。
把原設(shè)計(jì)的單格5片6片制改為6片7片制,7片8片制,甚至8片9片制。靠減薄極板厚度和隔板,增加極板數(shù)量來提高電池容量。
②提高電池的硫酸比重。
原來浮充電池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之間,而電動(dòng)自行車的電池的硫酸比重一般都在1.36~1.38左右,這樣可以提供較大的電流,提升電池的初期容量。
③增加正極板活性物質(zhì)氧化鉛的用量和比例。
增加氧化鉛就增加了參與放電的電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì),也就增加了放電時(shí)間,增加了電池容量。