汽車電瓶壽命檢測-汽車電瓶壽命檢測剩多少要更換
一直以來,關于動力電池壽命,自媒體和網友的說法大相徑庭,以三元鋰為例,低的有說800次的,也有說1000次的,夸張的有說超過2000次的。到底誰的說法是對的?怎么測試?
要說明這個問題,就必須看國產動力電池包的生產依照標準,也就是國標GB/T 31484-2015。但估計除了電池業內人士,一般人(包括自媒體)很少有仔細閱讀過其內容,很多是人云亦云。我也不是業內人士,但對這比較感興趣。
這是小鵬P7的80度電池包,除了看到飆車電壓352v和電池容量228 Ah,還可看到執行標準為GB/T31484-2015,這個和電池壽命有關,另一個GB3831-2020用于電池安全性測試,如針刺、跌落、海水浸泡之類的。
這就是國標GB/T31484-2015,感興趣的可以自行搜索下載閱讀。
國標對電池循環壽命測試的要求,分為混動和純電,又分為乘用車和商用車,具體要求不同,考慮到最關心電池壽命的是純電家用車車主,以下就以純電乘用車為例,解讀該GB要求:
對于純電所謂標準循環壽命,指按1C電流恒流充電至充滿,然后1C電流恒流放電至20%,計算放電容量,靜置后又重新充滿,如此往復。注意,這樣做一次只算0.8次循環。當循環次數500次后剩余容量不低于90%,或循環1000次后容量不低于80%。這就是很多人常說的鋰電池循環壽命1000次的由來。
這里需要糾正一個錯誤說法,有的網友說這1000循環不低于80%只適用于單體,由于電池單體不一致,組成電池包就未必還有這個壽命了。根據本GB/T,這個說法是不對的,這個要求同樣適用于電池包。電池包也要求1000次剩余循環容量不低于80%。
以下為測試時的充電方法和放電方法:
對于P7 電池包228Ah,1C電流就意味著要以228A大電流恒流充滿,然后放電也是同樣用228A恒流放電至20%。大家都知道,三元鋰用持續用大電流充,并且每次還充滿,實際上會造成電池更快衰減,所以用先快后慢、或全程小電流慢充,有助于提高壽命。并且,鋰電壽命還與放電深度有關嗎,如果淺充淺放,還能進一步提高壽命,而GB測試每次放電深度都是80%,對電池壽命也不利。研究表明,如果每次放電深度40%,其壽命為每次放電80%的三倍。
實際上電動車都有BMS,電池電量低時先用大電流快速充電,然后逐步降低電流,最后變慢充,一來為了安全,二來也能增加電池壽命,加上廠家推薦三元鋰平時最多只充到90%,而不像GB測試方法每次都充滿,再結合我們每次放電時,不一定每次都用80%以上,平時不跑長途,有條件的就淺充淺放,在90%-50%之間用,或者80-%40%之間,電池壽命還可以進一步延長,甚至翻倍都有可能。如果適當低電量使用,比如將90-50%的用法改為80-40%,電池壽命也可以延長,這個說明也得到了馬斯克本人在推特上證實:有用戶詢問,如果日常用電50%,是90-40%這樣用還是80-30%更好?馬斯克答曰:80-30%更好。
關于快充是否傷電池,我最近的另一篇小文也有詳細敘述,可以看一下。結論是由BMS加持,快充并不比慢充傷電池。
下面繼續解讀GB/T31484
上面說的是用恒流充電和恒流放電測試,得到的是標準循環壽命。實際上開車時電池哪有恒流放電的?電流忽大忽小,還有動能回收充電。下面是用模擬實際工況測試方法。注意此測試只適用于電池包。
上圖就是模擬純電乘用車的工況,圖片解讀:可以看到有短時 3C大電流放電在,這個應該是起步和上陡坡需要大電流,短時小功率充電(電流為負),這個指是動能回收,大部分是0.3C、0.5C小電流放電,這個指的是巡航電流,還有小部分1C放電,這個應該是加速或暴力駕駛。
下面是測試過程,反復測試,不斷測試放電容量,直到達到500次。如果還沒到500次,容量就低于90%,說明電池可能不合格,允許維護一次(但不能更換電池),如果容量仍然達不到要求(大于90%),則測試終止,電池不合格。可見,即使是模擬工況,也是要求500次循環不低于90%。并且電池大部分是以不到1C的小電流放電,電池壽命實際上比標準測試要長一些,因為放電電流越大,發熱越嚴重,對散熱要求越高。小電流放電有助于延長電池壽命。
由此可見,標準循環壽命的測試方法是比較“傷”電池的:不但大電流恒流充電,并且每次都充滿,然后又大電流恒流放電,該方法唯一對電池有利的是室溫溫度控制在25°,這是對電池最有利的環境溫度。按這個測試方法,電池尚且有1000次循環壽命。
我們日常用,三元鋰一般不充滿,放電也是小電流放電,淺充淺放,對延長電池很有幫助,唯一不利的是環境溫度,特別是低溫對電池最不利,北方冬天經常低于零下,對電池壽命有一定的損害。綜合上述有利和不利情況,工況壽命比標準循環壽命翻倍,2000次,我認為這也是可能的。
聲明一下,說這個不是讓大家把車子當成電動爹,這只是純技術討論,電池有個最佳方法和區間,不管是你是否喜歡,這個區間始終是存在的。你如果有需求,該怎么用、想怎么用,還是怎么用。如確有條件,可以稍微注意一下,比如不跑長途時,就及時充電,充電別太滿(指三元鋰),80-90%即可,可以延長電池壽命也是件好事,對嗎。
上面說的是純電乘用車,工況測試方法是100-20%之間,而混動車動力電池,工況又不一樣,測試方法是在80-30%之間測試,具體方法感興趣的自己去閱讀GB/T 31484。
對于磷酸鐵鋰電池,用法就按廠家要求,每周至少充滿一次,半年至少一次深度充放電。
最后再說各廠家對電池的質保。國家規定所有動力電池都要提供不少于8年12萬公里質保,先到為準。各個廠家普遍給到8年15萬公里以上。小鵬則區分車型,P7給到16萬公里,P5給到15萬公里。這個不是終身質保。
還有個誤區是說比亞迪的終身質保,有人說一年超過3萬公里、非首任車主就失去質保,這個是錯誤的說法。正確說法是失去終身質保,國家規定的質保8年x萬公里質保其實還是有的。終身質保只不過是疊加在國家強制質保上的一項“福利”。埃安也提供了終身質保,小鵬其實也有終身質保,提車半年內在APP支付3000多元就可以升級為終身質保。所有終身質保都要求首任車主、非營運,比亞迪還特別要求每年不超過3萬公里。特斯拉沒有終身質保,只有8年x萬公里國家強制質保。
結論,網友說三元鋰壽命是1000次,這個當然是對的,這個是國標的標準循環壽命。也有人說是2000次以上,其實也是對的,這指的是日常使用壽命。上述壽命不但準對電池單體(單個電芯),也適合于電池模組(電池包總成)。