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電動車鋰電池使用壽命

鉅大LARGE  |  點擊量:4957次  |  2018年05月30日  

摘要
GBS60AH大單體磷酸鐵鋰電池使用一年有余,行駛距離14000km,目前估測實際續航里程下降了大約5%~10%,可能因為長期1C~2C放電所致吧。如果按照官方參數,到報廢起碼得容量下降致60%才算,估測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壽命是不一樣的。

    GBS60AH大單體磷酸鐵鋰電池使用一年有余,行駛距離14000km,目前估測實際續航里程下降了大約5%~10%,可能因為長期1C~2C放電所致吧。如果按照官方參數,到報廢起碼得容量下降致60%才算,估測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壽命是不一樣的。


  這個看你怎么用了,用哪一家的車和電池了。一輛用磷酸鐵鋰電池做動力的電動自行車,目前以24V10AH和36V10AH這兩種電壓為主,做鐵鋰電芯的企業有幾十家,用圓柱的磷酸鐵鋰電芯組合成電動自行車估計不超過十家。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壽命超過2000次,組合起來因為一致性的問題,估計做得好的話在1000-1500次左右,使用時間長短,還要看保護板的保護功能,以及使用者的用電狀態。如果淺充淺放,循環壽命會很長。


  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可以達到1萬次,循環使用壽命可以達到7-8年,一次充電40分鐘就可以充滿,是一般鉛酸電池無法比的,價錢是同樣容量鉛酸電池的12-15倍,這主要是目前國內沒有產生磷酸鋰的技術,目前磷酸鋰電池只有美國在生產,但是一般電動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SUV車型,但相比傳統四驅車型它沒有傳統意義的中央差速器、分動箱和傳動軸,它的四驅系統實現方式是通過在車輛的后軸單獨設置一個電機來驅動后軸,并通過電動機控制裝置來實現前后軸的動力分配。


  比亞迪唐的動力系統分為兩套,其中常規的汽油動力系統采用了它自主研發的2.0Ti發動機以及新的濕式雙離合變速箱。這臺2.0Ti發動機最大功率為151kW(205hp)/5500rpm,最大扭矩為320N·m/1750-4500rpm。


  電動動力系統則是由兩套分別放置在前后軸的電動機組成,每臺電動機的最大功率為110kW,最大扭矩為200N·m。當車輛急加速的時候,汽油發動機和電動機同時工作,這樣發動機+電動機可以輸出最大功率為370kW,最大扭矩為720N·m。而對于這款車的加速性能,廠家公布的唐0-100km/h的時間為4.9s。


  雖然與已經上市的秦采用同樣的DMII混動系統,在蓄電池的電池容量上唐則進行了一些升級,最大電池容量達到18.4千瓦·時,這樣唐在純電動的情況下可以實現85公里的續航里程。


  比亞迪唐電動汽車電池詳解


  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,而唐的電池容量提升至了18千瓦·時,純電續航達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鋰離子電池使用的正極材料。


  長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動力電池,循環壽命達到2000次以上,標準充電(5小時率)使用,可達到2000次。同質量的鉛酸電池是"新半年、舊半年、維護維護又半年",最多也就1~1.5年時間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,理論壽命將達到7~8年。綜合考慮,性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。


  報告顯示,鈷酸鋰電池在高溫下最不穩定,磷酸鐵鋰電池最穩定:當溫度達到180度時特斯拉用鈷酸鋰電池就會分解成氧,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到600度結構依然穩定,不釋放氧氣。


  電池技術路線決定了純電動車的發展潛力,日系車企大部分采用錳酸鋰電池,國內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度環境下,正極的錳會熔解進電解液,縮短壽命;而磷酸鐵鋰因為采用三價鐵,無法再進行化學變化,壽命更長。


  總結:比亞迪唐電動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年應該不成問題,不過隨著充電次數的增加而導致的電池損耗上升的問題,廠家是否能提供電池回購等售后服務項目則是吸引消費者眼光的另一大賣點。


  如何延長電動車鉛酸蓄電池壽命


  一、令人頭痛的電動車電池問題


  對于電動自行車來說,發展勢頭異常迅猛。近幾年每年的實際產量都超過社會保有量,這是一個驚人的數據,這表明著電動車的產銷上正經歷著最輝煌的歷史。身在這個紅紅火火的市場,賺錢并不是太困難的事。但是,每個優勢行業都有“軟肋”,如果要問在這個行業中搏擊的老板級人物,什么是經銷電動車最頭痛的問題,唯一的答案就是電池壽命短。


  現在大部分廠家都承諾電池質保一年,商家當然就這么宣傳,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,用戶們也不會滿意,他們會認為這是電動車的質量問題,經銷商花費了大量的精力,還是不能避免被投訴。也許這個問題出在電池制造商那里,可是電池制造商也有苦衷,電池的設計及循環放電試驗都表明,電池的循環壽命的確是一年半甚至兩年,生產時也嚴格按照工藝流程控制質量,可半年后很多電池就會老化。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群的市場面前失去了競爭優勢,很多富有開拓和進取精神的廠商被無情地打敗。我們都知道,諸如電視、計算機等很多電子產品的壽命可長達十年,但廠家也只提供一年的質保,而電動車電池最多就兩年的壽命,電池制造商們卻要硬撐著質保一年,這是為掩飾電動車電池壽命不理想這個無可奈何的現實,同時為穩定用戶的消費信心。這個“硬著頭皮”質保的方法短期內還能抵擋片刻,時間長了,問題總會凸現出來。所以,這個行業里出現了很多游擊隊式的廠商,他們以半年為周期,不建立固定客戶群,以損害整個行業利益為代價而謀取著他們個人的利益。


  那么如何提高電池的壽命,如何改進電池的的使用環境等等問題都是大家非常失望但又關心的問題。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理,以便對癥下藥。


  二、電動車鉛蓄電池壽命短的原因


  從1859年,法國人加斯東普蘭特發現了鉛酸充放電的現象后,鉛酸蓄電池一直是電池領域應用最廣泛的產品,如汽車、機車、輪船、飛機、后備供電設備上都有鉛酸蓄電池,但我們并有聽到很多來自這些領域對鉛酸蓄電池的不滿,然而,為什么同樣的產品到了電動自行車上卻是名符其實的“怨聲載道”。下面我們從幾個方面闡述產生這一問題的原因。


  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反應的過程,充電時,硫酸鉛形成氧化鉛,放電時氧化鉛又還原為硫酸鉛。而硫酸鉛是一種非常容易結晶的物質,當電池中電解溶液的硫酸鉛濃度過高或靜態閑置時間過長時,就會“抱成”團,結成小晶體,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晶,結晶后的硫酸鉛充電時不但不能再還原成氧化鉛,還會沉淀附著在電極板上,造成了電極板工作面積下降,這一現象叫硫化,也就是常說的老化。這時電池容量會逐漸下降,直至無法使用。當硫酸鉛大量堆集時還會吸引鉛微粒形成鉛枝,正負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,硫酸鉛結晶就會在這些縫隙內堆積,并產生膨脹張力,最終使極板斷裂脫落或外殼破裂,造成電池不可修復性物理損壞。所以,導致鉛酸蓄電池失效和損壞的主要機理就是電池本身無法避免的硫化。


  2、電動自行車特殊工作環境的原因


  只要是鉛蓄電池,在使用的過程中都會硫化,但其它領域的鉛酸電池卻比電動自行車上使用的鉛酸電池有著更長的壽命,這是因為電動自行車的鉛酸電池有著一個更容易硫化的工作環境。


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  用在汽車上的鉛蓄電池只是在點火時單向放電,點火后發電機會對電池自動充電,不造成電池深度放電。而電動自行車在騎行時不可能充電,經常會超過60%的深度放電,深放電時,硫酸鉛濃度增加,硫化就會相當嚴重。


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  電動車20公里巡航電流一般是4A,這個值已經高于其它領域的電池工作電流,而超速超載的電動車的工作電流就更大。電池制造商都進行過1C充電70%,2C放電60%的循環壽命試驗。經過這樣的壽命試驗,可達到充放電循環350次壽命的電池很多,但是實際在用的效果就相差甚遠了。這是因為大電流工作增加了50%的放電深度,電池會加速硫化。所以,電動三輪摩托車的電池壽命更短,因為三輪摩托車的車身太重,工作電流達6A以上。


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  用在后備供電領域的電池,只有在停電時才會放電,如果一年停8次電,要達到10年的壽命,只用做到80次循環充電壽命,而電動車一年充放電循環300次以上很常見。


 ?、芏虝r充電


  由于電動自行車是交通工具,可充電的時間不多,要在8小時內完成36伏或48伏的20安時充電,這就必須提高充電電壓(一般為單節2.7~2.9伏),當充電電壓超過單節電池的析氧電壓(2.35伏)或析氫電壓(2.42伏)時,電池就會因過度析氧而開閥排氣,造成失水,使電解液濃度增加,電池的硫化現象加重。


 ?、莘烹姾蟛荒芗皶r充電


  作為交通工具,電動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充電,而放電后形成的大量硫酸鉛如果超過半小時不充電還原為氧化鉛,就會硫化結成晶體。


  3、鉛蓄電池生產方面的原因


  針對電動自行車用鉛酸蓄電池的特殊性,各個電池制造商采取了多種方法。最典型的方法如下:


 ?、僭黾訕O板數量。


  把原設計的單格5片6片制改為6片7片制,7片8片制,甚至8片9片制??繙p薄極板厚度和隔板,增加極板數量來提高電池容量。


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  原來浮充電池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之間,而電動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。


 ?、墼黾诱龢O板活性物質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反應物質,也就增加了放電時間,增加了電池容量。


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