新能源汽車的賣點根本就不是動力電池,2022年之前新能源汽車的賣點是電動化,是相對於燃油車而言有著更好的動力,更快的百公里加速,然後就是冰箱彩電大沙發+空氣懸架更舒適的配置。新能源汽車更多的是引導消費者去關注提升情緒價值的配置,比如家庭影院一般的音響,零重力座椅。至於動力電池,我只要採用寧德時代的電池,那麼就預設我使用的是最好的電池,有部分車企會以採用的寧德時代的麒麟電池為賣點,至於電池的壽命絕對不是賣點。
從2023年開始,新能源汽車開始進入存量時代了,也開始慢慢的往智慧化方向發展了,尤其是輔助智能駕駛,慢慢的作為賣點重點去宣傳了,比如雷射雷達,智駕晶元的算力等。
一直以來動力電池都不是賣點,大家印象中的動力電池,起碼是可以用10年的。消費者甚至在購買新能源汽車的時候都不關心動力電池的質保時間。
動力電池到底能用多長時間?其實很難說的,每個人的使用環境不同,電池的壽命也會不同的。在2022年之前基本是不需要關注動力電池的壽命的,即便是只有10年的壽命時間也是足夠用了。大多數汽車廠家都會按照10年24萬公里這個標準去設計的。最簡單的,看廠家對於三電的質保時間,大部分都是8年16萬公里,其實廠家為了降低售後成本還是把質保時間給縮短了。
動力電池的壽命,我認為最具有參考價值的就是純電網約車,而網約車也只能參考一下總里程數,跑到30-40萬公里還是可以的。但是日曆壽命,目前還沒有好的參考。
可能大家聽到最多的就是磷酸鐵鋰電池可以迴圈充放電3000次,三元鋰電池可以迴圈充放電1500次,這是電池廠給出的數據,而且是在實驗室里。但是把電池裝在車裡,每個人使用的環境是不同的,動力電池的壽命受環境的影響很大。同一輛車,一個在哈爾濱使用,另外一個在海南島使用,動力電池的壽命肯定表現不一樣。一個天天使用快充,一個幾乎從來都不用快充,壽命也是不一樣的。所以電池廠給出的動力電池迴圈次數,只能作為一個參考。另外電池廠的數據都是基於滿充滿放,而消費者在實際使用過程中,根本做不到滿充滿放。
2024年之後,在新能源汽車內卷的時代,我根本就不相信動力電池的壽命還會繼續按照10年的時間去設計去研發。動力電池是新能源汽車成本最高的一個零部件。2022年之前,三元鋰電池,主機廠的採購價格是1000元一度電,磷酸鐵鋰便宜一些,那也得800元一度電。一輛車如果是70度電,三元鋰電池的成本就需要7萬元。要知道普通的驅動電機的成本也不過3000元而已。對比一下燃油車,1.5T發動機成本是1萬出頭,2.0T發動機成本在1.5-2萬之間。動力電池這個佔據了整車成本至少30%的零部件我不相信車企不會考慮降成本。
降成本意味著什麼,最簡單的就是降品質,誰都知道一分價錢一分貨的道理。真正想要考優化設計去降成本是非常困難的,最簡單粗暴有效的辦法就是直接讓供應商降價,但是供應商也得吃飯也得養活員工,也是要有利潤的。我絕對不會相信供應商會把利潤都吐出來,還是按照之前的標準供貨。其次最常用的降成本方法就是換材料,把價格更貴的金屬件換成非金屬件。常見的底盤上鑄鋁件換成衝壓鋼件就是典型的降成本。最後就是簡配了,把沒有必要的零部件都給砍掉,或者用更便宜的代替,以此來達到降成本的目的。
下圖是一個典型的電池模組爆炸圖,在早期2020年之前,很多新能源汽車都是這樣設計的。但是後來有的主機廠就把電池模組的側板,也就編號為2的零件給換成鋼帶,以此來降低成本。
那麼內卷時代的動力電池到底能用多久呢?這個真不好說,不管壽命長還是壽命短,消費者也沒啥辦法,只要是在質保期內出現的問題,廠家自然會給你免費維修或者更換,但是過了質保期,那只能祈禱別出問題了,動力電池一旦出問題,幾乎就得更換整個電池包。即便是可以拆包維修,4S店也不會給你維修的,就讓你換新,4S店也好賺一筆。所以,買新能源汽車,三電的質保期時間我覺得還是蠻重要的。
接下來我從專業的角度講一下都哪些行為會傷電池,(傷害電池的行為屬於微觀的,需要長時間的積累才能顯現出結果)以及如何使用動力電池,可以最大化的延長其日曆壽命。
1)快充。記住結論就行,快充傷電池,所有的快充都傷電池。快充指的是直流快充,國家電網發出的電是交流電,我們家用電也是交流電,但是電池包裡面的電是直流電,這就需要把交流電轉化成直流電,然後充進電池包裡面。直流快充的意思就是充電樁把國家電網的交流電直接轉化成直流電,直接充進電池。我們通常安裝的私人充電樁大部分都是交流慢充。
充電速度越快越傷電池。廠家在發佈會上只會宣傳我的充電速度是多麼的快,我是5C超級快充(12分鐘充滿電),但是絕對不會告訴你,快充傷電池。充電的原理是,鋰離子從正極脫嵌,經過電解質,穿越隔膜,嵌入到負極中。而放電時則相反,鋰離子從負極回到正極。
快充就意味著在最短的時間讓所有參與充放電的鋰離子全部遊離到負極上,就好比吃飯,正常吃飯時間是20分鐘,現在要求你5分鐘把飯給吃飯,那你就必須得狼吞虎嚥,大口大口的吃,肯定會有些飯菜掉在地方或飯桌上。充電也是這樣,在最短的時間讓鋰離子全部遊離到負極,肯會有些鋰離因為擁擠走丟了,這些走丟的鋰離子並沒有消失,而是以鋰單質的形態附著在負極上,這種現象叫做析鋰現象。本應該參與充放電的鋰離子變成了鋰單質,那麼參與充放電的鋰離子數量就減少了,巨集觀上的表現就是電池容量降低,續航減少。
如果時間足夠長,附著在負極的鋰單質越越積越多,慢慢的形成像樹杈一樣的東西,這叫做鋰枝晶,鋰枝晶積累多了,樹杈越長越大,最終就會刺穿隔膜,結局就是著火。所以,如果沒有趕時間的必要就使用慢充,不是說快充不能用,是不要經常性習慣性的去用。
2)溫度,不管是高溫還是低溫,都會縮短電池的使用壽命。電池高溫的時候主要會破壞隔膜,隔膜的穩定性會下降並且發生分解同時也會持續消耗電解液和鋰離子,導致容量衰減,然後就是內阻增大,正極材料在高溫下也會發生變化,鋰離子脫嵌通道堵塞,電池容量永久下降。
說的挺可怕的,但是沒有必要擔心,因為電池有冷卻系統,電池的冷卻系統功能是非常強大的。當BMS檢測到電池溫度升高的時候,會把冷卻系統喚醒,及時的給電池降溫。我們消費者不需要做任何事情,BMS會控制冷卻系統給電池降溫的。我能想到的就是,夏天給電池充電的時候,盡量不要坐在車裡吹著空調看著電影,會加重冷卻系統的負擔的。
低溫的時候,電解液會變得粘稠,鋰離子擴散速率驟降,電池內阻急劇上升。低溫時鋰離子嵌入負極的速度會下降,導致鋰離子在負極表面堆積,形成析鋰現象,最終形成鋰枝晶。我們能做的就是低溫的時刻充電不要用快充,就使用慢充。如果有條件把車停放在地下車庫,盡量讓電池的環境溫度不要那麼低。
3)放電深度
動力電池有個重要的參數叫做DOD即(Depth of Discharge), 意思是在特定工況下,電池放出的電量佔當前可用 容量的百分比,一般用 %表示。DOD=100%- SOC。DOD可以簡單的理解為放了多少電,比如說你現在剩餘電量20%,那麼DOD就是80%,電量剩的越少,DOD就越大。
先說結論:DOD越大,電池老化越快,言外之意就是每次電池剩餘電量越少,電池越不耐用。
參考下圖就可以看出,橫座標是電池迴圈次數,縱座標是電池容量,10%的DOD,也就是淺藍色的那根線,在達到相同電池容量的時候電池的循環壽命最高。而兩根紅色的線,也就是80%90%的DOD,電池的循環壽命最低。
所以,我們消費者在平時使用的過程中,電池的電量最好不要用到低於20%,低於30%的時候如果有條件就去充電。
其實充電也是有講究的,三元鋰電池跟磷酸鐵鋰電池的充電還不太一樣。三元鋰電池,建議不要充滿,每次充到80%的時候就可以了。三元鋰電池的充放電就就跟人吃飯一樣,少食多餐是最健康的。
磷酸鐵鋰電池充電比較特殊一定要按照車主使用手冊上面的來。幾乎所有的磷酸鐵鋰電池都會要求在一定的週期內要充滿電一次,按照車主手冊上面的要求來就不會出什麼問題。
新能源汽車的動力電池目前主要就是液態鋰離子電池,還不是最優解。液態鋰離子電池是無法做到不起火不爆炸的,鋰離子電池一旦著火,用水跟滅火器還無法撲滅。而且液態鋰離子電池的能量密度還有很大的提升空間。固態電池才是動力電池的最優解,固態電池可以非常完美的解決目前液態電池所有的缺點。但是固態電池在技術層面上還未突破,短時間內還無法實現量產。不過隨著各個電池廠以及主機廠加大力度的投資固態電池,固態電池的量產是遲早的事情。