找回密码
 立即注册

新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

观察汽车(稿源) 2023-6-28 20:34 No.2141

Hello大家好!

相信很多拥有新能源汽车,以及想要购买新能源汽车的消费者,心里都有过这样一个疑问,“如果我买一台新能源汽车的话,大概可以开多久”?

在油车时代,汽车的寿命多数是和发动机、变速箱这样的大件挂钩的。比如我常去的一家修理厂就接过一单30多万公里的宝马E70,因为变速箱久修不好,换一颗新的单价又太贵,最后车主只能含泪放弃。

到了电车时代,大家最心心念念的影响寿命的因素,则变成了电池。因为大家都是玩手机、电脑、平板过来的,在内存、性能劣势展现出来之前,往往都是电池率先崩盘,这导致大家对电池寿命极为敏感。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?


而对于电池寿命,我们则总能在网络上听到各种声音。有的车主痛斥车企没良心,自己的爱车才跑了几万公里就出现了“严重衰减”,也有的车主晒出自己的车辆里程,用车近十年,里程衰退却少之又少。这又是为什么?

新能源汽车动力电池的正常寿命应该是多少?导致里程出现严重衰退的原因的又是什么?如果你也对这些问题感兴趣,以下不妨让我们来简单了解一下。


动力电池的寿命为什么会衰减?

锂离子电池的化学特性决定

首先,我们需要知道一件事,新能源汽车采用的三元锂电池和磷酸铁锂电池,都属于锂离子电池。而不管你用还是不用,锂离子电池的寿命都会逐渐衰减,这是其化学特性决定的。

如何理解这个化学特性呢?简单来说,锂离子电池是通过氧化还原这一化学反应来实现充放电的。在充电时,位于正极的锂金属会被氧化成锂离子,并通过电解液和隔膜跑到负极;而在放电时,这些锂离子又会反过来跑回正极。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

可以看出,锂离子对电池寿命至关重要,但问题来了,并不是所有锂离子都能保证成功跑到终点。因为随着时间的推移,电池内部的电解质等材料会慢慢失活、变质,使得锂离子的流通阻力越来越大,导致寿命降低

此外,就像车流中同时存在快车和慢车一样,锂离子们的流通速度也是不一样的,例如在充电(尤其快充)时,有些锂离子会因为来不及在负极饱和前嵌入,导致沉积在负极表面形成锂枝晶。这也会不断消耗锂离子,最终影响寿命。

循环寿命是最主要的影响因素

针对锂离子电池特性的这两种情况,行业内总结出了两个概念用以定义动力电池的寿命,其中第一个是日历寿命,另一个是循环寿命。

先来说日历寿命。就像前面提到的,在完全不使用的情况下,锂离子电池内部材料也会随时间衰减,而从电池崭新出厂到容量跌至国标规定下限的时间,就是日历寿命

但通常来说,我们是不知道动力电池的日历寿命的,因为这个概念听起来像极了“保质期”,对那些用车频率不高、想要长期保有的消费者来说很不利。此外,长期停置也并不符合多数消费者的用车场景,所以我们才很少见到有关日历寿命的讨论。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

不过,如果一定要给日历寿命加一个时限的话,一般的锂离子电池日历寿命,基本都在8-15年以内,这一点也可以从各车企的电池质保年限中窥出一二。

而对比之下,循环寿命则更加主流。其定义是指容量在跌至国标规定下限的时间前,电池能实现的总循环次数,而电池满充满放一次,就是一次循环。理论上,三元锂的循环寿命在800-1500次左右,而磷酸铁锂则可以达到2000-2500次左右。

车主的用车习惯放大了劣势场景

目前消费者们针对电池寿命的讨论,其实主要是围绕循环寿命展开的,而基于锂离子电池的特性,导致实际循环寿命千差万别的主要原因,实际还是出在车主不同的用车习惯,对动力电池内部锂离子的影响上。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

影响最大的莫过于放电深度。比如很多人在节假日期间会选择长途驾驶,然后一次性将电池电量从100%消耗到非常极限的个位数,然后再继续充满电,再如此循环。

这种无限接近100%的放电深度,会让负极结构内的锂离子大量脱出,使原有的负极结构塌缩,而塌缩的那部分又会和电解液发生反应——就相当于人在被野兽撕咬掉一块肉后,伤口慢慢结痂一样。虽然伤口是好了,但那部分肉不会再长出来了。

同理,负极结构在和电解液发生化学反应,形成一层起到绝缘作用的SEI膜,虽然结构暂时稳定了,但能够容纳锂离子的容积小了,电池容量也就减小了。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

除了深度放电,影响循环寿命的另一因素就是温度,因为过高或过低的温度会放大SEI膜的弊端。SEI膜的产生本身就会消耗锂离子,而温度越高,SEI膜的厚度就会越厚,进一步限制锂离子电池的性能。

在温度升高的同时,SEI膜还会开始和附近的电解液、活性材料发生化学反应,产生大量的热。过去新能源汽车热管理技术不成熟时,有些电车在高温时发生自燃的原因,就来自于这里。

这也就意味着,如果想让SEI膜不出幺蛾子,我们就得想办法给新能源汽车找一个温度适宜的停车环境;不过,对电池温度的控制也属于车企BMS工作的一环,所以那些拥有丰富动力电池研发经验的车企,理论上他们的BMS策略也更加成熟,更能帮助消费者控制动力电池的工作温度。

超充的影响实际并不大

以上两点实际就是影响循环寿命最大的因素了,不过我猜肯定还有人会问,使用超充会不会影响电池寿命?对于这点也不必担心,因为影响并不大。

比如近几年国际上对超充有一个定义标准,叫做XFC,即动力电池能量密度≥200Wh/kg、充电桩功率≥400kw,能在15分钟内将电池充至80%。这一标准目前是行业内公认的发展方向。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

在国内,像宁德时代、弗迪电池、蜂巢能源、巨湾技研这样的头部动力电池供应商都具备生产满足XFC能力的电池,这些电池在使用超充时的寿命就能基本追平标准充电。

而非XFC标准的电池在超充时也不会有太大的差别,因为超充是分充电区间的,而BMS也会在最后进入恒压充电阶段,缓慢让电池饱和,避免锂枝晶的过量产生。

不必对电池寿命太过担心

虽然车主不同的用车习惯会给动力电池的寿命带来一定程度上的影响,不过作为消费者,我们也不必因此就对动力电池的寿命抱有太大的心理压力,放开心正常开就行。因为除了车企的BMS加持之外,动力电池本身的循环寿命,实际比我们想象的要长。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

比如上图展示的是小鹏P7 80度动力电池的铭牌,其中提到了执行标准GB/T 31484/86-2015,就是国家对电池寿命提出的强制标准,而这一标准要求,在1000次充放电循环之后,电池必须保证不少于初始状态80%的容量。

这里,我们假设这台小鹏P7是2022款562E版本,它的NEDC续航里程是562km,那么在国标1000次充放电循环内,这台车就能跑562*1000=56.2万公里的NEDC总里程,而即使实际续航里程减半,也还有28.1万公里,足够覆盖大多数人的换车周期了。

顺便再多说一嘴,车企在研发周期中普遍会有一道验证流程,其中就会针对动力电池的循环寿命进行各种条件下的验证,以保证符合国标要求,所以这种计算方式还是非常值得参考的。


我们要如何维护电池寿命?

上一部分洋洋洒洒讲了很多,而实际影响新能源车动力电池寿命的主要就是深度放电和电池温度,其中深度放电与车主的用车习惯关系很大,而电池温度既要看车主的用车环境,也要考验车企的BMS策略


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

此外,对于我们普通消费者而言,想要维护电池寿命,最主要的办法还是发挥我们自己的主观能动性,通过学习更加科学的用车方式来达成目标。

比如深度放电场景,除非情况特殊,我建议大家尽量不要“玩极限”,尤其不要像某些汽车媒体那样,为了测试一个所谓的最大续航,故意把一台车开到彻底没电,这种就是噱头远大于参考价值。

在下次充电之前,我们最好能给电池留下10-20%的剩余电量,并且也不必追求次次充满,只充到90-95%即可,这点对于三元锂电池来说更值得讲究,因为它的循环性能天生不如磷酸铁锂电池。


新能源汽车的电池,寿命究竟有多少?

其次就是动力电池的工作温度,一般来说,15-35摄氏度的工作温度是最适合锂离子电池的,所以在停车场景的选择上,四季恒温恒湿的地库是个更不错的选择。

当然,以上这些对于我们消费者来说还是太苛刻了,毕竟我买车就是为了服务于我,凭什么让我去迁就于车呢?所以,最稳妥的选择还是购买那些成熟大厂推出的高级别新车,这些车企不仅拥有相对更成熟的BMS,在电池散热方面也会给予更高成本的方案,通过结构、工艺来弥补锂离子电池材料上的先天不足。


总结一下

总结来看,我们对动力电池寿命的担忧实际是略有一丝多余的,因为在国家标准下,很多新能源车的里程是足够我们使用到换车的,而在此基础上,车企也会提供有关电池的各项质保政策。

作为消费者,我们可以尝试了解更多有关科学用车的知识,比如尝试着多看看说明书,因为里面会讲到很多正确的用车方式,而这些知识的可靠性肯定是远大于你从其他娱乐性平台获取的,这样就能够更进一步保证电池寿命。

而对于车企与媒体,我觉得二者也应该多为消费者考虑,比如车企可以把营销重点多放到售后部分来,为消费者提供更直接有效的用车养车建议,而不是把这些建议都“藏”到说明书里。

作为媒体,我们也会从长远角度出发,尽媒体应有的职责,多向大家传递正确、有用的汽车知识,帮助大家更全面、更科学地认识并使用汽车。由此一来,大家很多的选车、用车难题及困扰,也就从根本上迎刃而解了。


文章来源【汽车洋葱圈】版权归原作者所有
【免责声明】
1、车城网发表的该观点仅代表作者本人,与本网站立场无关,如有侵犯您的权益,请联系立删。
2、版权归原作者所有,车城网平台仅提供信息存储空间服务。
车城圈
买车、用车、养车等有关车交流的小圈子,期待您的加入!