电池安全一直是新能源汽车(纯电动汽车)最关键的产品元素,没有一个,相应的安全技术,涵盖材料、架构等硬件改进,监控频率和精度软件升级,甚至从第三方冷却系统效率的角度,在电池安全的许多改进中,也出现了锁牺牲车辆综合性能的负优化。
上周,广汽丰田iA5(参数|查询)后台BMS锁电互动直播(邀请投诉车主、律师、资深媒体人士)引起广泛关注。很多网友了解到事件的来龙去脉后,也有了新的疑问:什么是锁电锁?这个操作真的是为了安全吗?让我们在本文中整理一下。
【锁电锁是什么?】
在广汽丰田iA5锁电锁电事件中,车主发现车辆续航里程降低,充电速度减慢,加速性能减弱。因此,在连接到4S店的计算机进行测试后,锁电的结论得到了真正的锤子。在这种情况下,锁电实际上是电压和电流有限的结果。
让我们从电压开始。每个电池组由多个单芯的串并联组成。单个电池组的性能与电池组的能量密度直接相关。在锂电池单体中,遵循能量=容量×电压(W=E×Q)的电化学公式(非欧姆定律),即在内部电路中,电池单体的能量仅与容量和电压有关。
根据上述公式,电压(截止电压)被锁定,导致每个单体的能量下降,从而影响整个电池组的总能量,即实际可用电量,最终导致车主发现的全电池寿命下降。
磷酸铁锂电池单体电压上限约3.8V。
磷酸铁锂电池单体电压上限约3.8V。
限制电压和减少可用电量的目的是在高电量(接近电池总容量上限)的情况下降低过充引起的热失控的可能性。由于电动汽车自燃,绝大多数情况下充电到高电量范围(超过90),这比碰撞后的火灾要多。
看看电流,在电压降低的情况下,限制电流起到了补充和平衡的作用。所谓补充,就是遵循电流大小(电流平方)与热量成正比的热效应原理,降低电池热失控的概率,就像限制电压一样,这也导致车主发现的(快充)充电速度变慢。
车主提供材料。
车主提供材料。
然而,一般电压和电流锁,不仅限制了车辆静态直流(快速充电)充电电流,还锁定了行驶过程中的放电电流,达到了限制功率(直流电路功率=电压×电流)的目的,即车主发现加速性能减弱。这涉及到平衡,电池本身的可用容量降低,限制功率输出可以恢复一些范围。
【锁电真的是为了安全吗?
如上所述,限制电压可以降低高功率范围内热失控的可能性,降低电流也可以降低热量,这两种措施如广汽丰田iA5,或单独实施,对于使用时间长、循环次数多的旧电池,可以在一定程度上提高电池安全,这是毫无疑问的。但这种做法太初级了,甚至违背了二次电池(充电电池)的常识。
丰田普锐斯混合动力系统电池结构示意图。
丰田普锐斯混合动力系统电池结构示意图。
早在2012年,作者就一对一采访了广汽丰田汽车有限公司销售总部/规划营销部副部长大竹仁。他谈到了这个问题:丰田THS混合动力系统的电池只使用电池功率的中间区域,从根本上避免过充和过放,以确保电池的安全和寿命。
日产E-POWER混合动力系统电池:不到2kWh就占用了奢侈空间。
日产E-POWER混合动力系统电池:不到2kWh就占用了奢侈空间。
这是充电电池的常识特征,当时大竹仁介绍的蓝图仍然是电压约240V的镍氢电池。现在电动汽车携带的锂电池更加活跃,400V电压平台也被广泛使用。在我看来,一件应该在出厂前严格执行的事情,最终卖给车主,然后操作,真的不应该。
巧合的是,针对出厂车型的锁电情况,电动汽车用户联盟创始人姜宝新在上周的直播中也分享了北京新能源汽车(原北汽新能源)EX360和EU5、上汽荣威ERX5等几个案例。与这些直接案例相比,最早的锁电实际上是国内第一批特斯拉Models。
2014年E电园车手ModelSP85正在享受V2超充。
2014年E电园车手ModelSP85正在享受V2超充。
在采访2014年第一批特斯拉ModelSP85车主时,笔者表示:2018年超充改为国标接口后,车辆还能达到近90kW的超充功率,现在只能在短时间内保持70kW左右的低功率。但不同的是,特斯拉至少为车主提供了电池容量上限的选择,其自身的动力储备不足以让用户明显感觉到性能减弱。
超充速度远远超过2014年甚至2018年更换国标充电接口。
超充速度远远超过2014年甚至2018年更换国标充电接口。
[.级电池安全应该是什么样的?
相比之下,遵循二次电池常识的锁电应该是最基本的安全措施,全面的保护是动力电池的高级安全。所谓的全方位可以概括为主动和被动两个方面,这也是开始所涉及的部分。
让我们从被动安全技术开始。例如,电池材料纳米涂层和混合技术通过材料之间的复合材料提高热稳定性;在电解质中添加新添加剂,在电池之间使用新的绝缘材料,以提高电池稳定性,降低短路风险;增加电池组内的气道数量,提高透气性,使用耐高温模块外壳等。
看看主动安全技术。例如,增加电池监控系统的频率,提高云大数据分析电池状态,主动控制充电速度,优化电池液体冷却系统的结构,提高冷却系统的工作效率,达到良好的主动温度控制效果,甚至在车辆静电状态下,BMS系统仍能控制电池液体冷却系统等。
如果你真的想开始,电池所有者层出不穷,被动安全技术可以单独拿出来做一系列的文章。别担心,网友们,先在这里埋下伏笔。我们将在以后的内容中逐一与您分享。
[·写在最后:汽车公司自己挖的坑不应该强加给用户…]汽车公司在车辆出厂后锁定电源的目的非常简单,是为了确保夏季高温环境,减少热失控导致车辆自燃的风险,这方面的车主明白,我们也明白。但从车主的角度来看,正如广汽丰田iA5投诉车组涛哥在上周的现场直播中所说:为了达到全额补贴的标准,汽车公司不应该强加给用户。从媒体责任的角度来看,我们也希望已经发生的事件能够很好地解决,未来也不会出现类似的问题。
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