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电动车电池寿命到底多长,国标GB/T测试方法详细解读

 

一直以来,关于动力电池寿命,自媒体和网友的说法大相径庭,以三元锂为例,低的有说800次的,也有说1000次的,夸张的有说超过2000次的。到底谁的说法是对的?怎么测试?

要说明这个问题,就必须看国产动力电池包的生产依照标准,也就是国标GB/T 31484-2015。但估计除了电池业内人士,一般人(包括自媒体)很少有仔细阅读过其内容,很多是人云亦云。我也不是业内人士,但对这比较感兴趣。

这是小鹏P7的80度电池包,除了看到飙车电压352v和电池容量228 Ah,还可看到执行标准为GB/T31484-2015,这个和电池寿命有关,另一个GB3831-2020用于电池安全性测试,如针刺、跌落、海水浸泡之类的。

这就是国标GB/T31484-2015,感兴趣的可以自行搜索下载阅读。

国标对电池循环寿命测试的要求,分为混动和纯电,又分为乘用车和商用车,具体要求不同,考虑到最关心电池寿命的是纯电家用车车主,以下就以纯电乘用车为例,解读该GB要求:

对于纯电所谓标准循环寿命,指按1C电流恒流充电至充满,然后1C电流恒流放电至20%,计算放电容量,静置后又重新充满,如此往复。注意,这样做一次只算0.8次循环。当循环次数500次后剩余容量不低于90%,或循环1000次后容量不低于80%。这就是很多人常说的锂电池循环寿命1000次的由来。

这里需要纠正一个错误说法,有的网友说这1000循环不低于80%只适用于单体,由于电池单体不一致,组成电池包就未必还有这个寿命了。根据本GB/T,这个说法是不对的,这个要求同样适用于电池包。电池包也要求1000次剩余循环容量不低于80%。

以下为测试时的充电方法和放电方法:

对于P7 电池包228Ah,1C电流就意味着要以228A大电流恒流充满,然后放电也是同样用228A恒流放电至20%。大家都知道,三元锂用持续用大电流充,并且每次还充满,实际上会造成电池更快衰减,所以用先快后慢、或全程小电流慢充,有助于提高寿命。并且,锂电寿命还与放电深度有关吗,如果浅充浅放,还能进一步提高寿命,而GB测试每次放电深度都是80%,对电池寿命也不利。研究表明,如果每次放电深度40%,其寿命为每次放电80%的三倍。

实际上电动车都有BMS,电池电量低时先用大电流快速充电,然后逐步降低电流,最后变慢充,一来为了安全,二来也能增加电池寿命,加上厂家推荐三元锂平时最多只充到90%,而不像GB测试方法每次都充满,再结合我们每次放电时,不一定每次都用80%以上,平时不跑长途,有条件的就浅充浅放,在90%-50%之间用,或者80-%40%之间,电池寿命还可以进一步延长,甚至翻倍都有可能。如果适当低电量使用,比如将90-50%的用法改为80-40%,电池寿命也可以延长,这个说明也得到了马斯克本人在推特上证实:有用户询问,如果日常用电50%,是90-40%这样用还是80-30%更好?马斯克答曰:80-30%更好。

关于快充是否伤电池,我最近的另一篇小文也有详细叙述,可以看一下。结论是由BMS加持,快充并不比慢充伤电池。

下面继续解读GB/T31484

上面说的是用恒流充电和恒流放电测试,得到的是标准循环寿命。实际上开车时电池哪有恒流放电的?电流忽大忽小,还有动能回收充电。下面是用模拟实际工况测试方法。注意此测试只适用于电池包。

上图就是模拟纯电乘用车的工况,图片解读:可以看到有短时 3C大电流放电在,这个应该是起步和上陡坡需要大电流,短时小功率充电(电流为负),这个指是动能回收,大部分是0.3C、0.5C小电流放电,这个指的是巡航电流,还有小部分1C放电,这个应该是加速或暴力驾驶。

下面是测试过程,反复测试,不断测试放电容量,直到达到500次。如果还没到500次,容量就低于90%,说明电池可能不合格,允许维护一次(但不能更换电池),如果容量仍然达不到要求(大于90%),则测试终止,电池不合格。可见,即使是模拟工况,也是要求500次循环不低于90%。并且电池大部分是以不到1C的小电流放电,电池寿命实际上比标准测试要长一些,因为放电电流越大,发热越严重,对散热要求越高。小电流放电有助于延长电池寿命。

由此可见,标准循环寿命的测试方法是比较“伤”电池的:不但大电流恒流充电,并且每次都充满,然后又大电流恒流放电,该方法唯一对电池有利的是室温温度控制在25°,这是对电池最有利的环境温度。按这个测试方法,电池尚且有1000次循环寿命。

我们日常用,三元锂一般不充满,放电也是小电流放电,浅充浅放,对延长电池很有帮助,唯一不利的是环境温度,特别是低温对电池最不利,北方冬天经常低于零下,对电池寿命有一定的损害。综合上述有利和不利情况,工况寿命比标准循环寿命翻倍,2000次,我认为这也是可能的。

声明一下,说这个不是让大家把车子当成电动爹,这只是纯技术讨论,电池有个最佳方法和区间,不管是你是否喜欢,这个区间始终是存在的。你如果有需求,该怎么用、想怎么用,还是怎么用。如确有条件,可以稍微注意一下,比如不跑长途时,就及时充电,充电别太满(指三元锂),80-90%即可,可以延长电池寿命也是件好事,对吗。

上面说的是纯电乘用车,工况测试方法是100-20%之间,而混动车动力电池,工况又不一样,测试方法是在80-30%之间测试,具体方法感兴趣的自己去阅读GB/T 31484。

对于磷酸铁锂电池,用法就按厂家要求,每周至少充满一次,半年至少一次深度充放电。

最后再说各厂家对电池的质保。国家规定所有动力电池都要提供不少于8年12万公里质保,先到为准。各个厂家普遍给到8年15万公里以上。小鹏则区分车型,P7给到16万公里,P5给到15万公里。这个不是终身质保。

还有个误区是说比亚迪的终身质保,有人说一年超过3万公里、非首任车主就失去质保,这个是错误的说法。正确说法是失去终身质保,国家规定的质保8年x万公里质保其实还是有的。终身质保只不过是叠加在国家强制质保上的一项“福利”。埃安也提供了终身质保,小鹏其实也有终身质保,提车半年内在APP支付3000多元就可以升级为终身质保。所有终身质保都要求首任车主、非营运,比亚迪还特别要求每年不超过3万公里。特斯拉没有终身质保,只有8年x万公里国家强制质保。

结论,网友说三元锂寿命是1000次,这个当然是对的,这个是国标的标准循环寿命。也有人说是2000次以上,其实也是对的,这指的是日常使用寿命。上述寿命不但准对电池单体(单个电芯),也适合于电池模组(电池包总成)。

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