預(yù)測未來實(shí)在太難,從2010年國家決定大力發(fā)展新能源開始,直到12年補(bǔ)貼即將退市的今天,電池儲能能力和壽命依然是用戶、車企乃至一大批科研工作者頭痛不已的關(guān)鍵,這點(diǎn)已經(jīng)成為常識。
![這些品牌“鎖電”惹眾怒,背后真正原因到底是啥?]()
當(dāng)然,另一個(gè)常識的是,電池的各種短板會隨著溫度的降低逐漸凸顯,北方用戶對此應(yīng)該是感受頗深。
不過面對此情此景,應(yīng)該在此時(shí)站出來承擔(dān)用戶痛點(diǎn)的車企這時(shí)候似乎與天氣站在了一邊,沒有解決問題就罷了,反而是“鎖電”讓續(xù)航再度衰減。如此做法,究竟目的何為呢?
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“鎖電”,是啥?
所謂的“鎖電”,直白點(diǎn)說其實(shí)是通過BMS電池管理系統(tǒng)提高電池停止能量輸出閾值的一種手段,當(dāng)然部分廠家也會降低電池停止充電閾值的手段加深鎖電的效果。
需要指明的是,上面提及的閾值大多是BMS中真實(shí)SOC(電池剩余電量),顯示在儀表上的范圍還是從0-100%,當(dāng)然,這個(gè)數(shù)字從根本上來說參考意義已經(jīng)沒之前那么明顯。
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“鎖電”這種操作造成的最直接影響,就是實(shí)際續(xù)航的嚴(yán)重衰減。
就比如在各大投訴平臺和論壇里鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的威馬EX5鎖電維權(quán)事件,經(jīng)過4S店維護(hù)或者OTA升級BMS程序之后,部分用戶發(fā)現(xiàn)原來可以正常行駛350km的EX5,相同駕駛場景下續(xù)航縮水至260km。
究其根本,造成續(xù)航縮水的原因就是威馬方面通過對BMS內(nèi)部充電和放電SOC限值“上壓下抬”的手段讓電池容量降低5kWh,也正是因此讓其終端用戶多方投訴和維權(quán)。
當(dāng)然,威馬只是例子之一,特斯拉、廣汽Aion、榮威等品牌都有涉及。
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電池“鎖電”,是為幾何?
有一點(diǎn)需要明確的是,在不少案例中“鎖電”這一操作車企也是有苦說不出,沒有一家品牌想看到這種事情的發(fā)生。
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而有苦說不出的最根本原因還是出在鋰電池本身上,不管是充電還是放電,在低溫下超限都是對電池本身不可逆的損害。
先來說說充電,不管是NCM三元、LFP磷酸鐵鋰還是LCO鈷酸鋰,充電這一過程的本質(zhì)是鋰Li+從正極晶格出來穿過電解液隔膜到負(fù)極,嵌入石墨層間。
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而在低溫環(huán)境下,分子運(yùn)動(dòng)能力下降,電化學(xué)反應(yīng)速度以及物質(zhì)傳輸都會減慢。
于是因?yàn)樘匿囯x子/原子傳輸,會有大量的鋰堆積在電極與電解液界面,擠不進(jìn)石墨層里就會直接在負(fù)極表面得到電子變成金屬鋰,堆積成鋰枝晶,極易造成隔膜破裂,從而引發(fā)短路和火災(zāi)。
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而在低溫放電過程中,如果放電深度過于“深邃”,同樣是因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)能力下降,Li+擠在正極晶格表面,在堆積之后頂端的鋰失去了與負(fù)極的連接,成為“死鋰”之后就是容量的永久損失。
除此之外,冬季電池的過放電還會造成SEI膜(鈍化層)的增厚、電極材料局部晶格被破壞、電解液的極化分解等,這些同樣是讓壽命和容量永久衰減的關(guān)鍵。
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考慮到這里,廠家的鎖電操作就不難理解了。
在新車上市時(shí),通過放寬閾值的限制提升續(xù)航,讓更多的消費(fèi)者為之青睞。
而在冬季為了保證安全同樣也是品牌口碑,不得不采取“鎖電”這一操作,這就是整個(gè)過程的前因后果。
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就只能“鎖電”嗎?
對于已經(jīng)被“鎖電”的用戶來說,自己的利益被侵害已經(jīng)成為一種頗為無奈的事實(shí),基本沒有化解的可能,并不是讓廠家開放容量限制這么簡單就完事了,畢竟用SOC保護(hù)閾值放開換安全系數(shù)的降低以及壽命永久縮減怎么看都不太劃算。
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想要徹底根除新能源市場上所有的“鎖電”操作,還是要把期待放在下一代電池技術(shù)上。
根據(jù)上面一段的分析,想要完成電池在低溫環(huán)境下的性能進(jìn)化,以下幾點(diǎn)是很必要的:
-保證Li+在電解質(zhì)或活性物質(zhì)中的理想擴(kuò)散系數(shù);
-電介質(zhì)的低溫高離子電導(dǎo)率;
-薄、致密、理想的SEI膜。
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能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上要求的現(xiàn)在來看,可能只有全固態(tài)薄膜的應(yīng)用,蔚來已經(jīng)發(fā)布的“半固態(tài)電池”以及CATL的“鈉離子電池”只能算是對電池低溫性能衰減的一種緩解而非根除,這點(diǎn)還是要有一定概念的。
另外最后需要點(diǎn)明的是,在當(dāng)下這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),一臺合格的純電動(dòng)汽車在冬季最恰當(dāng)?shù)淖龇ㄊ峭ㄟ^優(yōu)秀的熱管理系統(tǒng)去緩解電池的各種問題而并非簡單粗暴地鎖電。
不管是低成本的PTC還是高成本的熱泵都可以,起碼要比鎖電讓續(xù)航大程度縮水好很多。
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寫在最后
這篇接近“科普”性質(zhì)的文章真實(shí)目的并不是對電驅(qū)動(dòng)的否定,恰好是對電驅(qū)動(dòng)在未來發(fā)展的一種展望。如果當(dāng)前電池的能量密度以及低溫性能足以做到完美,那早就沒有傳統(tǒng)燃油動(dòng)力以及未來相對模糊的氫燃料電池什么事了。因此,在了解了鋰電池的根本特性以及“鎖電”風(fēng)波之后,期待真正“無痛化”純電動(dòng)汽車時(shí)代的到來。