走出电动车电池电量的理解误区

走出电动车电池电量的理解误区核心观点：基于电池的特性以及电动车的安全保障，正确了解电动车电池电量知识，利于走出理解误区。消费者对电池电量容易产生的误区：1、 标称电量工实际可使用电量。从电池安全和使用寿命角度考虑，电池的标称电量中，生产厂家普遍会保留一部分电量不被使用。2、 电表显示充电电量工实际充电电量。国内普遍使用的家用电表精度不够，实际充电电量与电表显示数据存在差异。影响电池电量的几大因素：1、 不同驾驶习惯影响电池耗电量。尽量使用经济模式，少急加速急减速，让电池的电量尽可能的释放。2、 温度影响电池性能及电量。对不各种材料的电池，气温过低或过高，都会影响电池性能及电量。温度越低，电池可使用电量越少，并且低温下空调耗电较大，会显著影响续驶里程。高温下，电池的衰减也会加快。3、 电池电量正常衰减。车辆行驶里程越长或使用时间越长，电池电量衰减越大。车辆正常存放时电池电量也会逐渐衰减。附：参考文章《三分钟看懂电池电量》随着电动车市场的蓬勃发展，越来越多的消费者选择电动车型。对于电动车而言，电池是非常关键的部件，这里说的电池是作为驱动源的电池，不是前舱的电瓶，前舱电瓶工作时基本都处于被充电过程。电动车作为一个新生事物，很多概念没有被消费者正确理解。电池电量就是其中一个指标。电池电量是与续航里程直接相关的指标，电量高，续航里程长，电量低，续航里程短，这是毋庸置疑的；但往往消费者容易将公告中的标称电量理解为车辆可使用电量。拿到车后发现充电的电量有差异，继而产生怀疑，懂高压电的车主甚至自己用家用电表测试电池的充电电量。鉴于此，觉得有必要解析下电池电量的概念，以澄清一些误区。根据GB/T31486-2015文件定义，有个【初始容量】的概念，新出厂的动力蓄电池，在室温下，完全充电后，以1I1(A)电流放电至企业规定的放电终止条件时所放出的容量(Ah)。其要求的测试环境规定为：温度为 25°C土2°C,相对湿度为15%~90%，大气压力为86kPa~106kPa。测量仪器、仪表准确度要求:---电压测量装置：不低于0.5级---电流测量装置：不低于0.5级—温度测量装置：±0.5°C---时间测量装置：±0.1%I,（A）如何理解？如果你的电池容量写着50Ah,Il】（A）就是50A,21】（A）就是100A,以此类推。以上的初始容量基本就是厂家公告中的标称容量，这个数值乘以电池包的总电压，就是标称电量。说到电动车，有两家公司一直是焦点，美国的特斯拉和我国的比亚迪，他们用的电池各不相同，特斯拉用的是松下公司的电池，是所谓的三元材料，也就是说电池的正极材料由3种金属组成；比亚迪用的自己生产的电池，他们内部叫铁电池，当时传出来各种铁电池的解释版本，现在大家都明白了，是磷酸铁锂，这个材料很安全，几百度都不发生热分解。当然，电池材料体系的选择与消费者关系不大，厂家往往根据市场趋势和自身条件做出他正确的选择，下图是两种材料的电压-容量曲线。上图展示磷酸铁锂和三元电池在充电过程的电压变化情况，磷酸铁锂的电压大部分时间内基本不变，工作电压4.2V~2.0V之间，三元材料电压变化较大，工作电压4.2V~2.5V之间。这里为什么要给出这张图，因为后面说到的很多东西都围着这张图在变化，电池工程师们大部分时间都在研究这张图，怎么改变一下，或者改变了又说明了什么。对于消费者而言，这张图的变化也就是电量的变化。汽车的安全问题是首要问题，燃油车的出事故的危害我们常常见到，电动车的安全如何保证？电器工程师们说，我们有很多监控、很多保护电路，很多级别的安全防护。电池如果超过正常使用的电压范围，就是通常所说的过充电和过放电，是有非常大的安全问题的。所以电池也需要很多的防护，都集成在电源管理系统（BMS）里。所谓电源管理系统，就是专门管理电池的各项指标的系统，电池怎么工作听它指挥。首先说一个概念，电量冗余。就是说在前面国标所说的【初始容量】的基础上，保留一部分容量，这部分容量不能被使用。比如原来100，可能给你用的只有90甚至80。这部分保留容量首先是出于安全的目的，其次是为了保证电池的使用寿命。电池既不能充的太满，需要给充电控制系统留出一些调整的空间而防止过充电（各种使用杂牌充电器充爆手机的报道大家看多了吧，应该理解过充电的危害了）。同样电池也不能放的太空，考虑到车辆在没电以后还可能长期存放。为保证电池不被过放电而影响安全和性能，必须在消费者认为的0%以下还保留少量的电量。另外，由于电池材料的特性，如果电池一直在使用电压范围内满充满放，相对于在充放电两端都保留一些容量的做法，其使用寿命会显著降低。月满则亏，水满则溢就是这个道理。所以特斯拉的电池在上端保留10%，底部也保留了10%。比亚迪的电池由于磷酸铁锂的安全性较高，使用寿命较长，所以在上端只保留了2~3%的冗余，底部保留比特斯拉要少，大约6~8%。所以这个电量冗余一下就去掉了10%~20%的电量，这个才是车主拿到车后真正可使用的电量，而不是公告里的标称电量。在实际的用车过程中，还有很多影响因素影响电池电量的发挥。曾经见过一个口诀，是教车主们如何省电的，大概意思是要尽量平稳的开车，少急加速急减速。这个道理在燃油车似乎可以理解，你排量就这么大，非得一脚地板油，也改变不了发动机只能转那么快的现实，多余的油燃烧不充分，给雾霾做贡献了。但是更专业的解释是什么呢，下面这张图展示了电池的功率特性。

2.6It)2030405060708-090IflODkeSurgeC-a^aciiyJ%2.6It)2030405060708-090IflODkeSurgeC-a^aciiyJ%20864204.4.ri3.3.3.3k--T-m3-dj0这个是三元材料的不同电流倍率的放电图，这个1C就是前面提到的11](A)，也即1倍的电流倍率，5C就是51](A)，也即5倍的电流倍率。倍率越大，由于电池具有一定的内部阻抗，相同容量比率下的电压越低，在横轴上也越短，也就是电量越低。图里面最低的倍率1C和最高倍率25C之间，在相同的截止电压下，横轴上的比率差了10%以上。急加速急减速,也就意味着电机要转更快，需要电池给它更多的电，结果有几个百分点的电就放不出来。不过，这部分电也没有消失不见，下次用比较平稳的方式开车，它依然还在。下面这张图给出了大功率放电后，再接着用小功率放电的数据。容量所以看来，良好的开车习惯是很重要的，能让电池的电量尽量放出来。除了大功率使用和小功率使用的区别之外，另外一大电池电量杀手叫温度。2014年有个论坛，叫“低温环境纯电动汽车发展与应用论坛”，其中有专家提到，低温是电池杀手，并提到了低温对电池性能的影响。低温放电25°C10C0C-10C-20C容量比率100%94%90%85%78%电量比率100%94%90%80%70%表中展示了低温下放电的电量变化情况，从常温25度到-20度，放出的电量降低30%。低温下充电也有类似现象。低温充电25C0C-10C-20C容量比率100%94%87%66%电量比率100%96%90%68%所以低温下，电池能充进去的电量会降低，放出的电量也会降低。同时，厂家为确保低温下安全充电，往往会降低充电电流，从而大大延长了充电时间。此外，电动车冬季空调供暖有电池提供能源，一般空调功率2kw~3kw，差不多半小时就消耗一度电。

前面提到的电量冗余、不同驾驶习惯导致的功率大小、温度的影响等，都在静态的围绕电量在说事，那么用车1年后，3年后，又变为多少？这是消费者最为关心的问题，下面展示两张图。第一张图是美国电动汽车协会调研特斯拉Roadster的衰减数据，呈现了两个趋势，一是行驶里程越长，衰减越大，二是温度越高，衰减越大。行驶里程和温度是两个很重要的影响因素。11-1电3一电上牺XAverageHighTempsvMilesByCapacityBars11-1电3一电上牺Xo12Eari(0Wl5?fCapacityLostii11Bar;(15^1%o12Eari(0Wl5?fCapacityLostii11Bar;(15^1%Zapacitvlost}X1。Bar订21烁曲％CapmcityLdsQC 10,000 20.000 3OP0OO 40000 50000 60,000□cl口meier 20%SOC 50%SOC80%SOC 100%SOC0 2 4 68 10 12 14 16 18 20 22Time[year]oO65-oradEO0090 20%SOC 50%SOC80%SOC 100%SOC0 2 4 68 10 12 14 16 18 20 22Time[year]oO65-oradEO00908070sU0口U①急占看到各种关于电量的数据、影响因素，相信各位都很想实际测一下自己爱车电池的电量，有些懂高压电甚至已经自己动手实测过了。就我个人而言，因为接受了“统计数据是最大的骗子”这句德国前铁血宰相的名言，对于数据的第一反应是要搞明白背后的测量系统是否可靠,是否测得准。看到国标里各种测试环境的条件，家用电表的精度估计是达不