走出電動(dòng)車電池電量的理解誤區(qū)

走出電動(dòng)車電池電量的理解誤區(qū)核心觀點(diǎn)：基于電池的特性以及電動(dòng)車的安全保障，正確了解電動(dòng)車電池電量知識(shí)，利于走出理解誤區(qū)。消費(fèi)者對電池電量容易產(chǎn)生的誤區(qū)：1、 標(biāo)稱電量工實(shí)際可使用電量。從電池安全和使用壽命角度考慮，電池的標(biāo)稱電量中，生產(chǎn)廠家普遍會(huì)保留一部分電量不被使用。2、 電表顯示充電電量工實(shí)際充電電量。國內(nèi)普遍使用的家用電表精度不夠，實(shí)際充電電量與電表顯示數(shù)據(jù)存在差異。影響電池電量的幾大因素：1、 不同駕駛習(xí)慣影響電池耗電量。盡量使用經(jīng)濟(jì)模式，少急加速急減速，讓電池的電量盡可能的釋放。2、 溫度影響電池性能及電量。對不各種材料的電池，氣溫過低或過高，都會(huì)影響電池性能及電量。溫度越低，電池可使用電量越少，并且低溫下空調(diào)耗電較大，會(huì)顯著影響續(xù)駛里程。高溫下，電池的衰減也會(huì)加快。3、 電池電量正常衰減。車輛行駛里程越長或使用時(shí)間越長，電池電量衰減越大。車輛正常存放時(shí)電池電量也會(huì)逐漸衰減。附：參考文章《三分鐘看懂電池電量》隨著電動(dòng)車市場的蓬勃發(fā)展，越來越多的消費(fèi)者選擇電動(dòng)車型。對于電動(dòng)車而言，電池是非常關(guān)鍵的部件，這里說的電池是作為驅(qū)動(dòng)源的電池，不是前艙的電瓶，前艙電瓶工作時(shí)基本都處于被充電過程。電動(dòng)車作為一個(gè)新生事物，很多概念沒有被消費(fèi)者正確理解。電池電量就是其中一個(gè)指標(biāo)。電池電量是與續(xù)航里程直接相關(guān)的指標(biāo)，電量高，續(xù)航里程長，電量低，續(xù)航里程短，這是毋庸置疑的；但往往消費(fèi)者容易將公告中的標(biāo)稱電量理解為車輛可使用電量。拿到車后發(fā)現(xiàn)充電的電量有差異，繼而產(chǎn)生懷疑，懂高壓電的車主甚至自己用家用電表測試電池的充電電量。鑒于此，覺得有必要解析下電池電量的概念，以澄清一些誤區(qū)。根據(jù)GB/T31486-2015文件定義，有個(gè)【初始容量】的概念，新出廠的動(dòng)力蓄電池，在室溫下，完全充電后，以1I1(A)電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時(shí)所放出的容量(Ah)。其要求的測試環(huán)境規(guī)定為：溫度為 25°C土2°C,相對濕度為15%~90%，大氣壓力為86kPa~106kPa。測量儀器、儀表準(zhǔn)確度要求:---電壓測量裝置：不低于0.5級---電流測量裝置：不低于0.5級—溫度測量裝置：±0.5°C---時(shí)間測量裝置：±0.1%I,（A）如何理解？如果你的電池容量寫著50Ah,Il】（A）就是50A,21】（A）就是100A,以此類推。以上的初始容量基本就是廠家公告中的標(biāo)稱容量，這個(gè)數(shù)值乘以電池包的總電壓，就是標(biāo)稱電量。說到電動(dòng)車，有兩家公司一直是焦點(diǎn)，美國的特斯拉和我國的比亞迪，他們用的電池各不相同，特斯拉用的是松下公司的電池，是所謂的三元材料，也就是說電池的正極材料由3種金屬組成；比亞迪用的自己生產(chǎn)的電池，他們內(nèi)部叫鐵電池，當(dāng)時(shí)傳出來各種鐵電池的解釋版本，現(xiàn)在大家都明白了，是磷酸鐵鋰，這個(gè)材料很安全，幾百度都不發(fā)生熱分解。當(dāng)然，電池材料體系的選擇與消費(fèi)者關(guān)系不大，廠家往往根據(jù)市場趨勢和自身?xiàng)l件做出他正確的選擇，下圖是兩種材料的電壓-容量曲線。上圖展示磷酸鐵鋰和三元電池在充電過程的電壓變化情況，磷酸鐵鋰的電壓大部分時(shí)間內(nèi)基本不變，工作電壓4.2V~2.0V之間，三元材料電壓變化較大，工作電壓4.2V~2.5V之間。這里為什么要給出這張圖，因?yàn)楹竺嬲f到的很多東西都圍著這張圖在變化，電池工程師們大部分時(shí)間都在研究這張圖，怎么改變一下，或者改變了又說明了什么。對于消費(fèi)者而言，這張圖的變化也就是電量的變化。汽車的安全問題是首要問題，燃油車的出事故的危害我們常常見到，電動(dòng)車的安全如何保證？電器工程師們說，我們有很多監(jiān)控、很多保護(hù)電路，很多級別的安全防護(hù)。電池如果超過正常使用的電壓范圍，就是通常所說的過充電和過放電，是有非常大的安全問題的。所以電池也需要很多的防護(hù)，都集成在電源管理系統(tǒng)（BMS）里。所謂電源管理系統(tǒng)，就是專門管理電池的各項(xiàng)指標(biāo)的系統(tǒng)，電池怎么工作聽它指揮。首先說一個(gè)概念，電量冗余。就是說在前面國標(biāo)所說的【初始容量】的基礎(chǔ)上，保留一部分容量，這部分容量不能被使用。比如原來100，可能給你用的只有90甚至80。這部分保留容量首先是出于安全的目的，其次是為了保證電池的使用壽命。電池既不能充的太滿，需要給充電控制系統(tǒng)留出一些調(diào)整的空間而防止過充電（各種使用雜牌充電器充爆手機(jī)的報(bào)道大家看多了吧，應(yīng)該理解過充電的危害了）。同樣電池也不能放的太空，考慮到車輛在沒電以后還可能長期存放。為保證電池不被過放電而影響安全和性能，必須在消費(fèi)者認(rèn)為的0%以下還保留少量的電量。另外，由于電池材料的特性，如果電池一直在使用電壓范圍內(nèi)滿充滿放，相對于在充放電兩端都保留一些容量的做法，其使用壽命會(huì)顯著降低。月滿則虧，水滿則溢就是這個(gè)道理。所以特斯拉的電池在上端保留10%，底部也保留了10%。比亞迪的電池由于磷酸鐵鋰的安全性較高，使用壽命較長，所以在上端只保留了2~3%的冗余，底部保留比特斯拉要少，大約6~8%。所以這個(gè)電量冗余一下就去掉了10%~20%的電量，這個(gè)才是車主拿到車后真正可使用的電量，而不是公告里的標(biāo)稱電量。在實(shí)際的用車過程中，還有很多影響因素影響電池電量的發(fā)揮。曾經(jīng)見過一個(gè)口訣，是教車主們?nèi)绾问‰姷模蟾乓馑际且M量平穩(wěn)的開車，少急加速急減速。這個(gè)道理在燃油車似乎可以理解，你排量就這么大，非得一腳地板油，也改變不了發(fā)動(dòng)機(jī)只能轉(zhuǎn)那么快的現(xiàn)實(shí)，多余的油燃燒不充分，給霧霾做貢獻(xiàn)了。但是更專業(yè)的解釋是什么呢，下面這張圖展示了電池的功率特性。

2.6It)2030405060708-090IflODkeSurgeC-a^aciiyJ%2.6It)2030405060708-090IflODkeSurgeC-a^aciiyJ%20864204.4.ri3.3.3.3k--T-m3-dj0這個(gè)是三元材料的不同電流倍率的放電圖，這個(gè)1C就是前面提到的11](A)，也即1倍的電流倍率，5C就是51](A)，也即5倍的電流倍率。倍率越大，由于電池具有一定的內(nèi)部阻抗，相同容量比率下的電壓越低，在橫軸上也越短，也就是電量越低。圖里面最低的倍率1C和最高倍率25C之間，在相同的截止電壓下，橫軸上的比率差了10%以上。急加速急減速,也就意味著電機(jī)要轉(zhuǎn)更快，需要電池給它更多的電，結(jié)果有幾個(gè)百分點(diǎn)的電就放不出來。不過，這部分電也沒有消失不見，下次用比較平穩(wěn)的方式開車，它依然還在。下面這張圖給出了大功率放電后，再接著用小功率放電的數(shù)據(jù)。容量所以看來，良好的開車習(xí)慣是很重要的，能讓電池的電量盡量放出來。除了大功率使用和小功率使用的區(qū)別之外，另外一大電池電量殺手叫溫度。2014年有個(gè)論壇，叫“低溫環(huán)境純電動(dòng)汽車發(fā)展與應(yīng)用論壇”，其中有專家提到，低溫是電池殺手，并提到了低溫對電池性能的影響。低溫放電25°C10C0C-10C-20C容量比率100%94%90%85%78%電量比率100%94%90%80%70%表中展示了低溫下放電的電量變化情況，從常溫25度到-20度，放出的電量降低30%。低溫下充電也有類似現(xiàn)象。低溫充電25C0C-10C-20C容量比率100%94%87%66%電量比率100%96%90%68%所以低溫下，電池能充進(jìn)去的電量會(huì)降低，放出的電量也會(huì)降低。同時(shí)，廠家為確保低溫下安全充電，往往會(huì)降低充電電流，從而大大延長了充電時(shí)間。此外，電動(dòng)車冬季空調(diào)供暖有電池提供能源，一般空調(diào)功率2kw~3kw，差不多半小時(shí)就消耗一度電。

前面提到的電量冗余、不同駕駛習(xí)慣導(dǎo)致的功率大小、溫度的影響等，都在靜態(tài)的圍繞電量在說事，那么用車1年后，3年后，又變?yōu)槎嗌?？這是消費(fèi)者最為關(guān)心的問題，下面展示兩張圖。第一張圖是美國電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)調(diào)研特斯拉Roadster的衰減數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)了兩個(gè)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(gè)很重要的影響因素。11-1電3一電上犧XAverageHighTempsvMilesByCapacityBars11-1電3一電上犧Xo12Eari(0Wl5?fCapacityLostii11Bar;(15^1%o12Eari(0Wl5?fCapacityLostii11Bar;(15^1%Zapacitvlost}X1。Bar訂21爍曲％CapmcityLdsQC 10,000 20.000 3OP0OO 40000 50000 60,000□cl口meier 20%SOC 50%SOC80%SOC 100%SOC0 2 4 68 10 12 14 16 18 20 22Time[year]oO65-oradEO0090 20%SOC 50%SOC80%SOC 100%SOC0 2 4 68 10 12 14 16 18 20 22Time[year]oO65-oradEO00908070sU0口U①急占看到各種關(guān)于電量的數(shù)據(jù)、影響因素，相信各位都很想實(shí)際測一下自己愛車電池的電量，有些懂高壓電甚至已經(jīng)自己動(dòng)手實(shí)測過了。就我個(gè)人而言，因?yàn)榻邮芰恕敖y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是最大的騙子”這句德國前鐵血宰相的名言，對于數(shù)據(jù)的第一反應(yīng)是要搞明白背后的測量系統(tǒng)是否可靠,是否測得準(zhǔn)?？吹絿鴺?biāo)里各種測試環(huán)境的條件，家用電表的精度估計(jì)是達(dá)不