新能源汽车的卖点根本就不是动力电池,2022年之前新能源汽车的卖点是电动化,是相对于燃油车而言有着更好的动力,更快的百公里加速,然后就是冰箱彩电大沙发+空气悬架更舒适的配置。新能源汽车更多的是引导消费者去关注提升情绪价值的配置,比如家庭影院一般的音响,零重力座椅。至于动力电池,我只要采用宁德时代的电池,那么就默认我使用的是最好的电池,有部分车企会以采用的宁德时代的麒麟电池为卖点,至于电池的寿命绝对不是卖点。
从2023年开始,新能源汽车开始进入存量时代了,也开始慢慢的往智能化方向发展了,尤其是辅助智能驾驶,慢慢的作为卖点重点去宣传了,比如激光雷达,智驾芯片的算力等。
一直以来动力电池都不是卖点,大家印象中的动力电池,起码是可以用10年的。消费者甚至在购买新能源汽车的时候都不关心动力电池的质保时间。
动力电池到底能用多长时间?其实很难说的,每个人的使用环境不同,电池的寿命也会不同的。在2022年之前基本是不需要关注动力电池的寿命的,即便是只有10年的寿命时间也是足够用了。大多数汽车厂家都会按照10年24万公里这个标准去设计的。最简单的,看厂家对于三电的质保时间,大部分都是8年16万公里,其实厂家为了降低售后成本还是把质保时间给缩短了。
动力电池的寿命,我认为最具有参考价值的就是纯电网约车,而网约车也只能参考一下总里程数,跑到30-40万公里还是可以的。但是日历寿命,目前还没有好的参考。
可能大家听到最多的就是磷酸铁锂电池可以循环充放电3000次,三元锂电池可以循环充放电1500次,这是电池厂给出的数据,而且是在实验室里。但是把电池装在车里,每个人使用的环境是不同的,动力电池的寿命受环境的影响很大。同一辆车,一个在哈尔滨使用,另外一个在海南岛使用,动力电池的寿命肯定表现不一样。一个天天使用快充,一个几乎从来都不用快充,寿命也是不一样的。所以电池厂给出的动力电池循环次数,只能作为一个参考。另外电池厂的数据都是基于满充满放,而消费者在实际使用过程中,根本做不到满充满放。
2024年之后,在新能源汽车内卷的时代,我根本就不相信动力电池的寿命还会继续按照10年的时间去设计去研发。动力电池是新能源汽车成本最高的一个零部件。2022年之前,三元锂电池,主机厂的采购价格是1000元一度电,磷酸铁锂便宜一些,那也得800元一度电。一辆车如果是70度电,三元锂电池的成本就需要7万元。要知道普通的驱动电机的成本也不过3000元而已。对比一下燃油车,1.5T发动机成本是1万出头,2.0T发动机成本在1.5-2万之间。动力电池这个占据了整车成本至少30%的零部件我不相信车企不会考虑降成本。
降成本意味着什么,最简单的就是降质量,谁都知道一分价钱一分货的道理。真正想要考优化设计去降成本是非常困难的,最简单粗暴有效的办法就是直接让供应商降价,但是供应商也得吃饭也得养活员工,也是要有利润的。我绝对不会相信供应商会把利润都吐出来,还是按照之前的标准供货。其次最常用的降成本方法就是换材料,把价格更贵的金属件换成非金属件。常见的底盘上铸铝件换成冲压钢件就是典型的降成本。最后就是简配了,把没有必要的零部件都给砍掉,或者用更便宜的代替,以此来达到降成本的目的。
下图是一个典型的电池模组爆炸图,在早期2020年之前,很多新能源汽车都是这样设计的。但是后来有的主机厂就把电池模组的侧板,也就编号为2的零件给换成钢带,以此来降低成本。
那么内卷时代的动力电池到底能用多久呢?这个真不好说,不管寿命长还是寿命短,消费者也没啥办法,只要是在质保期内出现的问题,厂家自然会给你免费维修或者更换,但是过了质保期,那只能祈祷别出问题了,动力电池一旦出问题,几乎就得更换整个电池包。即便是可以拆包维修,4S店也不会给你维修的,就让你换新,4S店也好赚一笔。所以,买新能源汽车,三电的质保期时间我觉得还是蛮重要的。
接下来我从专业的角度讲一下都哪些行为会伤电池,(伤害电池的行为属于微观的,需要长时间的积累才能显现出结果)以及如何使用动力电池,可以最大化的延长其日历寿命。
1)快充。记住结论就行,快充伤电池,所有的快充都伤电池。快充指的是直流快充,国家电网发出的电是交流电,我们家用电也是交流电,但是电池包里面的电是直流电,这就需要把交流电转化成直流电,然后充进电池包里面。直流快充的意思就是充电桩把国家电网的交流电直接转化成直流电,直接充进电池。我们通常安装的私人充电桩大部分都是交流慢充。
充电速度越快越伤电池。厂家在发布会上只会宣传我的充电速度是多么的快,我是5C超级快充(12分钟充满电),但是绝对不会告诉你,快充伤电池。充电的原理是,锂离子从正极脱嵌,经过电解质,穿越隔膜,嵌入到负极中。而放电时则相反,锂离子从负极回到正极。
快充就意味着在最短的时间让所有参与充放电的锂离子全部游离到负极上,就好比吃饭,正常吃饭时间是20分钟,现在要求你5分钟把饭给吃饭,那你就必须得狼吞虎咽,大口大口的吃,肯定会有些饭菜掉在地方或饭桌上。充电也是这样,在最短的时间让锂离子全部游离到负极,肯会有些锂离因为拥挤走丢了,这些走丢的锂离子并没有消失,而是以锂单质的形态附着在负极上,这种现象叫做析锂现象。本应该参与充放电的锂离子变成了锂单质,那么参与充放电的锂离子数量就减少了,宏观上的表现就是电池容量降低,续航减少。
如果时间足够长,附着在负极的锂单质越越积越多,慢慢的形成像树杈一样的东西,这叫做锂枝晶,锂枝晶积累多了,树杈越长越大,最终就会刺穿隔膜,结局就是着火。所以,如果没有赶时间的必要就使用慢充,不是说快充不能用,是不要经常性习惯性的去用。
2)温度,不管是高温还是低温,都会缩短电池的使用寿命。电池高温的时候主要会破坏隔膜,隔膜的稳定性会下降并且发生分解同时也会持续消耗电解液和锂离子,导致容量衰减,然后就是内阻增大,正极材料在高温下也会发生变化,锂离子脱嵌通道堵塞,电池容量永久下降。
说的挺可怕的,但是没有必要担心,因为电池有冷却系统,电池的冷却系统功能是非常强大的。当BMS检测到电池温度升高的时候,会把冷却系统唤醒,及时的给电池降温。我们消费者不需要做任何事情,BMS会控制冷却系统给电池降温的。我能想到的就是,夏天给电池充电的时候,尽量不要坐在车里吹着空调看着电影,会加重冷却系统的负担的。
低温的时候,电解液会变得粘稠,锂离子扩散速率骤降,电池内阻急剧上升。低温时锂离子嵌入负极的速度会下降,导致锂离子在负极表面堆积,形成析锂现象,最终形成锂枝晶。我们能做的就是低温的时刻充电不要用快充,就使用慢充。如果有条件把车停放在地下车库,尽量让电池的环境温度不要那么低。
3)放电深度
动力电池有个重要的参数叫做DOD即(Depth of Discharge), 意思是在特定工况下,电池放出的电量占当前可用 容量的百分比,一般用 %表示。DOD=100%- SOC。DOD可以简单的理解为放了多少电,比如说你现在剩余电量20%,那么DOD就是80%,电量剩的越少,DOD就越大。
先说结论:DOD越大,电池老化越快,言外之意就是每次电池剩余电量越少,电池越不耐用。
参考下图就可以看出,横坐标是电池循环次数,纵坐标是电池容量,10%的DOD,也就是浅蓝色的那根线,在达到相同电池容量的时候电池的循环寿命最高。而两根红色的线,也就是80%90%的DOD,电池的循环寿命最低。
所以,我们消费者在平时使用的过程中,电池的电量最好不要用到低于20%,低于30%的时候如果有条件就去充电。
其实充电也是有讲究的,三元锂电池跟磷酸铁锂电池的充电还不太一样。三元锂电池,建议不要充满,每次充到80%的时候就可以了。三元锂电池的充放电就就跟人吃饭一样,少食多餐是最健康的。
磷酸铁锂电池充电比较特殊一定要按照车主使用手册上面的来。几乎所有的磷酸铁锂电池都会要求在一定的周期内要充满电一次,按照车主手册上面的要求来就不会出什么问题。
新能源汽车的动力电池目前主要就是液态锂离子电池,还不是最优解。液态锂离子电池是无法做到不起火不爆炸的,锂离子电池一旦着火,用水跟灭火器还无法扑灭。而且液态锂离子电池的能量密度还有很大的提升空间。固态电池才是动力电池的最优解,固态电池可以非常完美的解决目前液态电池所有的缺点。但是固态电池在技术层面上还未突破,短时间内还无法实现量产。不过随着各个电池厂以及主机厂加大力度的投资固态电池,固态电池的量产是迟早的事情。