广汽丰田iA5(参数|图片)后台BMS锁电的互动直播(邀请投诉车主、律师、自身媒体人)引起了广泛关注。磷酸铁锂电池单体电压上限在3.8V左右车主提供素材丰田普锐斯混动系统电池结构示意图日产e-POWER混动系统电池:不到2kWh却占了奢侈的空间eRX5(参数|图片)等。而相比这些眼前的案例,最早出现锁电的,实际上也正是最早一批国内上路的特斯拉Model S(参数|图片)。E电园车友的2014年Model S P85正在独享V2超充超充速度较2014年乃至2018年更换国标充电接口时均相距甚远
电池安全一直是新能源车(纯电动车为主)最关键的产品要素、没有之一,与之相对应的安全技术可谓五花八门,涵盖了从根源出发的材料、架构等硬件改进,针对监控频率与精度的软件升级,乃至第三方角度的冷却系统效率提升等多个方面,而在为了电池安全的诸多提升中,也出现了锁电这项牺牲车辆综合性能的负优化……
上周,一场关于
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不少网友了解到事件的来龙去脉之后,也多了新的疑问:锁电锁的是什么?这项操作真的是为了安全吗?本文咱们就来梳理一番。
[·锁电锁的是什么?·]
在广汽丰田iA5锁电锁电事件中,车主发现了车辆续航里程降低、充电速度变慢、加速性能减弱电液推杆的变化,于是在到4S店连接电脑检测后,被锁电的结论得到了实锤。这种情况下的锁电,实际上是电压和电流均被限制的结果。
先说电压,每个电池包由多个单体电芯的串并联组合而成,单体的性能与电池包能量密度、比容量直接挂钩。在锂电池单体中,遵循着能量=容量×电压(W=E×Q)的电化学公式(非欧姆定律),即在内电路中,电池单体的能量只与容量和电压有关。
按照以上公式,电压(截至电压)被锁导致每个单体的能量降低,进而影响到了整个电池包的总能量,也就是实际可用的电量,最终带来了车主发现的满电续航里程的下降。
限制电压、减少可用电量的做法,目的就是高电量(接近电池总容量上限)状态下,降低由过充引发的热失控的概率。因为电动车发生自燃,充电至高电量区间(90以上)的情况占了绝大多数,比碰撞后起火还要多。
再看电流,在电压降低的情况下,限制电流发挥了补充以及平衡的作用。所谓补充,即遵循电流大小(电流的平方)与发热量成正比的热效应原理,与限制电压一样降低电池热失控的概率,这也导致了车主发现的(快充)充电速度变慢。
只不过,一般电压与电流双管齐下的锁电,不仅限制了车辆静至状态下的直流(快充)充电电流,还锁了行驶过程中动力输出的放电电流,达到了限制功率(直流电路功率=电压×电流)的目的,也就是车主发现的加速性能减弱了。电液推杆这就涉及到了平衡之说,本身电池可用容量就降低了,限制动力输出多少能挽回一些续航里程。
[·锁电真的是为了安全吗?·]
如上文所说,限制电压可降低高电量区间发生热失控的概率,降低电流也能减小发热量,这两项措施如广汽丰田iA5一样结合在一起,或是单独执行,对于使用时间较长、循环次数较多的旧电池来说,可以在一定程度上达到提升电池安全的效果,这一点毋庸置疑。但这个做法实在是太初级了,甚至是有悖于二次电池(充电电池)的常识。
早在2012年,笔者1对1专访时任广汽丰田汽车有限公司销售本部/规划营销部副部长大竹仁时,他就谈到过这个问题:丰田的THS混动系统的电池,只使用电池电量的中间区域,以从根源上规避过充与过放的形式,来保障电池的安全性和寿命。
这正是一个充电电池的常识性特征,而且大竹仁当时介绍的蓝本还是电压240V左右的镍氢电池,如今电动车搭载的锂电池活性更强,同时普遍使用400V电压平台。在笔者看来,本应按照常识在出厂之前严格执行的一件事,最后变成了卖给车主之后再操作,着实不应该。电液推杆
无独有偶,车企针对已出厂车型锁电情况,电动汽车用户联盟创始人蒋保信在我们上周的直播中还分享了几个案例,如北京新能源汽车(原北汽新能源)EX360和EU5,以及上汽荣威
笔者在此前采访2014年第一批特斯拉Model S P85车主时,他表示:在2018年超充改为国标接口后,车辆还能达到过接近90kW的超充功率,如今只能在低电量、短时间维持70kW左右了。但不同的是,特斯拉至少提供给车主电池容量上限的选择权,本身的动力储备也不足以让用户明显感受到性能变弱了。
[·高阶的电池安全应该是什么样的?·]
相较而言,遵循二次电池常识的锁电应该是最基础的安全措施,全方位的保护才是动力电池应有的高阶安全。所谓的全方位可以概括为主动与被动两方面,也正是开篇所涉及的部分。
先说被动安全技术。如电芯材料纳米级包覆与掺杂技术,通过材料之间复合提升热稳定性;在电解液中加入新型添加剂、电芯之间使用新型的绝缘材料,以此改善电芯稳定性,降低短路的风险;提升电池包内部气道数量、提升透气性,使用耐高温的模组壳体等等。
再看主动安全技术。电液推杆如增加电池监控系统的频次,并进阶到凭借云端大数据分析电池状态,主动控制充电速度;优化电池液冷系统的结构、提升冷却系统的工作效率,以达到良好的主动控温效果,甚至是在车辆静至断电状态下,BMS系统依旧能够控制电池液冷系统发挥效果等等。
真要展开来说,时下层出不穷的电池主、被动安全技术可以单拿出来做一个系列文章。各位网友别着急,在此先埋下一个伏笔,我们将在稍后的内容中逐一与大家分享。
[·写在最后:车企自己挖的坑不应该强加给用户·]
车企在车辆出厂后锁电的目的很简单,就是为了保证夏季高温环境下,降低发生热失控导致车辆自燃的风险,这方面车主明白、大家也了解。但从车主的角度,正如广汽丰丰田iA5投诉车组涛哥在我们上周直播中所说:车企为了能达到满额补贴的标准,把本该锁住的电量放出来所挖的坑,不应该强加给用户。从媒体责任的角度,我们也希望已发生的事件能够很好的解决,未来不在出现类似的问题。
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