三元锂电池 冬天 充不满,掉电快,静置也缩水……磷酸铁锂版Model 3冬季续航断崖式下滑,“元凶”是BMS电池管理系统?

小编 2024-11-25 聚合物锂电池 23 0

充不满、掉电快、静置也缩水……磷酸铁锂版Model 3冬季续航断崖式下滑,“元凶”是BMS电池管理系统?

每经记者:李星 每经编辑:裴健如

“请问您的车还有多长时间充好电?我想等一下您的车位充电。”

日前,《每日经济新闻》记者走访位于北京某大型商场地下二层的停车场时发现,在特斯拉超级充电站前,不少车主在排队等待充电。

图片来源:每经记者 李硕 摄(资料图)

“北京正式供暖前,充电根本不用排队。但随着天气越来越冷,排队等着充电的特斯拉车辆也越来越多了。”国产特斯拉Model 3车主王晗(化名)告诉记者,他的车用的是三元锂电池,天气变冷后,车辆续航掉得很快,以前两周充一次电,现在一周充一次,续航至少缩短三分之一。

与王晗相比,磷酸铁锂电池版Model 3的车主们遭遇了更糟心的事儿。有网友爆料称,磷酸铁锂电池版Model 3冬季续航出现断崖式下滑,甚至车辆停放在室外一晚,续航就减少了50多公里。

张明磊(化名)是北京地区一位新晋磷酸铁锂电池版Model 3车主,其提车时间在2020年12月20日前后。提车第一晚,他的新车续航就缩水近70公里。“我都吓坏了,要是这样,多停放几晚,车子就不用再开了。”张明磊接受《每日经济新闻》记者采访时表示。

针对磷酸铁锂电池版Model 3续航大幅下滑、充不满电等问题,一位北京地区特斯拉体验店的销售人员告诉记者:“目前,公司已通过OTA功能对电池管理系统进行了更新,解决了上述问题。”

不过,记者走访时发现,仍有车主反映其遇到的问题并未因车辆OTA系统升级而解决。

续航问题系BMS电池管理系统所致?

2020年10月1日,特斯拉正式推出搭载磷酸铁锂电池的国产Model 3,同时也进行了新一轮官降,入门款标准续航特斯拉Model 3起售价降至24.9万元。

但随着冬季的到来,车主们的续航困扰开始显现,比如续航断崖式下滑、充不满电、车辆静置也会掉电等等。

“其实并不是电池真的掉了那么多电,因为车辆是在上海的暖库生产,到北京后遭遇巨大温差,会导致电池SOC(荷电状态)算法出现问题。事实上,电池活性还是正常的,显示下滑的续航里程仍可以正常使用。”上述特斯拉销售人员解释称。

此前,有网友在知乎上留言称,其10月下旬提的Model3标准版(磷酸铁锂),从8:00~20:00处于静置停放状态,但续航减少了51公里。对此,特斯拉客服与技术支持的反馈为,“BMS电池管理系统存在BUG,需要重新标定与软件升级。”

“静置大幅掉电的问题已经通过OTA升级解决了。”上述特斯拉销售人员告诉记者,车辆静置一晚掉电十几公里是正常情况,没有网友说得那么严重。

图片来源:每经记者 孙桐桐 摄(资料图)

但是,刚提车一周的磷酸铁锂电池版Model 3车主郑璐(化名)则告诉记者,她的车停放在室外,平均每晚续航缩减30公里左右。

而张明磊则告诉记者,他于2020年12月20日从北京特斯拉亦庄交付中心所提的车辆,第一晚(23:00~次日11:00)停放在室外,续航里程从199公里直接掉到133公里,减少了近70公里。“特斯拉工作人员的解释是,新车第一天的电是虚的,数据不准。”张明磊说。

为了解车辆静置耗电情况,张明磊对其车辆进行了连续5天数据统计。“停放室外停车场每天的耗电情况都是不一样的,没有规律。”据张明磊介绍,最少一晚是减少3公里,多的是20~40公里不等,累计5天耗电100公里左右。

对此,特斯拉方面表示,车辆静置过程中,车主需要注意关闭车辆所有可能的耗电功能。

一位知情人士则告诉《每日经济新闻》记者,磷酸铁锂电池版Model 3之所以会出现上述问题,与特斯拉拒绝使用宁德时代提供的磷酸铁锂电池BMS电池管理系统,坚持使用自己的电池BMS电池管理系统有很大关系。“不过,特斯拉通过收集相关数据对车辆进行OTA升级后,其SOC(荷电状态)算法比原来更好了。”上述知情人士表示。

车主:OTA升级后问题仍未解决

值得注意的是,记者在走访过程中发现,即便完成了OTA升级后,磷酸铁锂电池版Model 3充不满电的问题仍未得到解决。“电量显示已经充电完成,但续航却只有407公里。”张明磊告诉记者。

据了解,该车型的综合工况续航里程为468公里。这意味着,虽然提车不久,但张明磊的车辆续航缩水了近13%。

针对充不满电这一问题,此前,特斯拉客户支持曾解释称,磷酸铁锂电池化学特性导致了电量测量出现误差,进而会使车辆显示未充满电,但实际上电量已经充满。

2020年12月25日,“特斯拉客户支持”官方微博发布了2020.48.12新版软件开始推送的通知,称通过软件升级,优化了磷酸铁锂车型沿途预热功能。当使用大屏幕导航至超级充电站/第三方直流充电站时,行驶过程中车辆会提前加热电池。在开始充电前,让电池达到接近锂电子活性的理想温度,以提升充电效率,充电速度也会提升。

此外,张明磊在最近一次的道路实测中发现,其车辆在全程开暖风情况下,17公里的路程会消耗50公里续航里程。“如果不开暖风,车辆耗电比例会低一点。”张明磊说。

郑璐则告诉记者,她的车辆已使用一个多星期,主要在北京市内驾驶,实际续航能力已减少50%。

车企纷纷试水磷酸铁锂电池

值得注意的是,不止是特斯拉,不少电动车品牌旗下搭载磷酸铁锂电池车型,入冬后都遇到了续航缩水的问题。

“无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,气温在零度以下甚至十度以下,电池活性都会受到影响。主要表现为车辆的放电功率受限,输出给电机的功率减少,直观感觉就是加速性能减弱。但与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池放电电流或放电功率冬季会下降得更厉害。”动力电池行业专家杨伟斌在接受《每日经济新闻》记者采访时表示,

上述特斯拉销售人员也表示,磷酸铁锂电池和三元锂电池冬天掉电的问题,是由其电池特性决定的,无法改变。

不过,一位不愿透露姓名的动力电池企业相关负责人则告诉记者,虽然磷酸铁锂电池与三元锂电池之间存在天然差异,但是可以通过后期技术,改变电池物理结构以改善性能。

图片来源:每日经济新闻 资料图

据记者了解,蔚来汽车已就计划于2021年推出的磷酸铁锂电池车型的低温性能问题,研发出相应的解决方案;宁德时代在自加热技术之后,也将推出新的技术解决方案,以改善磷酸铁锂电池低温掉电严重的问题。

技术的升级让车企开始纷纷试水磷酸铁锂电池车型。除特斯拉外,蔚来汽车、小鹏汽车等车企也相继宣布于2021年推出搭载磷酸铁锂电池的车型。

北汽新能源研究院副院长代康伟认为,除了电池技术的不断升级,新能源补贴将于2022年完全退出,也是推动车企布局磷酸铁锂电池车型的原因之一。“磷酸铁锂电池的成本更低,拥有很好的价格优势。同时,磷酸铁锂电池稳定性高,安全性能更好。目前很多企业开发的纯电动平台,可以将磷酸铁锂电池车型续航提高至400~500公里。”代康伟说。

“当前,我国动力电池还在攻关和发展阶段,磷酸铁锂电池和三元锂电池两种技术路线各有所长,企业应该在提高三元锂电池性能的同时,保障其安全性。而对磷酸铁锂电池,则需在提升其性能上做更多努力。”中国汽车工业协会副秘书长叶盛基说。

动力电池低温“怕冷”难题仍待攻坚

实际上,冬季续航缩水并非磷酸铁锂电池的“专利”。

“6~11月之间,只要过来就有充电位,现在每次过来都要排队,有时候排队等到晚上十一二点。”王晗告诉记者,入冬后无论是搭载三元锂电池还是磷酸铁锂电池的电动车,续航都下降了。

据王晗介绍,北京气温下降后,她的车辆续航减少了三分之一。“这个问题在意料之中,跟手机电池一样,温度低掉电快,这是当前动力电池的现状。”王晗表示,冬天车辆续航缩水比例只要低于50%,她都能接受。

相较私家车主,电动出租车师傅们更加“心塞”。“公司告诉我们车辆续航里程是300公里,到冬天就算省着不开暖风跑也跑不到200公里。”北京电动出租车师傅汪毅(化名)向《每日经济新闻》记者表示,为了省电,乘客不上车他都不开暖气,只能裹着大衣、抱着开水杯取暖。

不仅如此,续航的大幅缩水也让出租车司机的接单范围受限。“接单的时候要考虑送客目的地附近是否有充换电站,距离远的大单不敢接,也接不了。”汪毅说。

图片来源:摄图网

对于电池“怕冷”问题,代康伟解释称,低温状态下,电池正负极材料活性和内部电解液导电能力下降,内阻增大,工作电流就变小,对外表现为动力电池可用容量的衰减,是车辆续航里程“打折扣”的主要原因之一。

杨伟斌则认为,冬天电动车电池续航里程缩短体现在三个方面:暖风功率大,耗电多;电池热管理系统用电,影响里程;低温下,电池活性差,功率会受限,电池SOC(荷电状态)下降也会比常温更快。

虽然两类电池均面临冬季掉电问题,但磷酸铁锂电池的特性决定了其比三元锂电池在低温时掉电更明显。“低温情况下,磷酸铁锂电池比三元锂电池掉得快,但电量其实还有的,会有10%左右的偏差。”上述不愿透露姓名的动力电池企业相关负责人告诉记者。

每日经济新闻

一冻就成“电动爹”,有解吗?

冬季又至,多股冷空气致使大部分地区最低气温明显下降,北方局部地区出现降雪。对电动汽车车主而言,爱车续航里程大打折扣的“魔咒”也再次袭来。

(文丨本报实习记者 杨梓)

电池固有特性使然

“11月还没怎么冷,一天上下班跑60多公里,3天充一次电,实际续航也就200公里多一点。”一位山西哪吒V400车主在某车友群报怨。

据了解,低温条件下,新能源汽车电池电极材料活性降低,内部电解液导电能力下降,导致续航里程缩水。数据显示,普通锂电池在0℃以下时,容量会减少20%;气温达到-10℃时,容量可能只有一半左右。目前不少电动汽车NEDC(新欧洲驾驶循环)续航里程达600-800公里,但若气温达-10℃时,续航里程将直接衰减到350-400公里。

同时,冬季开空调也会使续航里程大幅降低。国家汽车技术研究中心的资料显示,冬季影响电动汽车续航里程的关键原因是室外温度和空调能耗 ,实验结果显示,在室外-7℃、车内22℃的情况下,电动汽车平均续航里程下降39%,一些不具备电池温控系统的车辆会下降60%。

为解决这一问题,目前主流车企都给车辆安装了电加热系统,其中不少电动汽车采用PTC电加热模块,但耗电较高;蔚来ES6、特斯拉Model 3等车型则搭载了热泵空调。同时,特斯拉在充电时,充电桩除给车辆充电外,还对电池产生保温作用,使其处于正常工作温度范围内;威马汽车采用柴油加热器给电池包加热。此外,采用电池自加热结构的全气候电池也在加速研发中。

北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔表示:“不论通过充电桩对电池包加热还是通过燃烧柴油加热,原理都一样,就是让电池包的工作温度维持在正常范围内,缓解续航衰减。目前从技术上来说,也只有这种方式。”

此外,低温条件下充电速率也会变慢。新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平坦言,目前电池在低温条件下的充电特性不好,致使充电过程较慢及出行后电池易亏电等问题,进而损伤电池寿命

磷酸铁锂电池低温衰减更甚

动力电池低温条件下续航缩水是材料特性使然,受此影响,我国东北地区由于冬季较长、气温较低,电动汽车受气温的影响将更加明显。

业内人士表示,面对电动汽车冬季续航里程降低的问题,消费者在购买新能源汽车时需谨慎考虑用车情况。“如果居住在东北等冬季时间长且气温低的地区,或需长时间高速行驶,确有较大的里程焦虑。”

张翔认为:“低温地区的电动汽车保有量较少,像东北地区大部分电动汽车是商用运营,如网约车、出租车等,专业司机保养使用的话,车辆续航衰减情况会好一些。”

同时,有车主坦言:“东北不建议买电车,要买也得是搭配三元锂电池的电车。”相较于三元锂电池,磷酸铁锂电池在低温条件下的续航里程衰减更为严重 。有研究表明,在抗低温性能上,三元锂电池使用下限为-30℃,磷酸铁锂是-20℃。在同样的低温条件下,三元锂电池冬季衰减不到15%,而磷酸铁锂却高达30%以上。但由于成本优势,磷酸铁锂电池装车量逐月攀升,已覆盖多款热门车型。目前,主流热门新能源汽车入门级车型基本搭载磷酸铁锂电池,而三元锂电池主要搭载到高配车型上。

“目前电动汽车的瓶颈仍是电池,没有哪一种电池能完全满足所有地区所有场景的使用需求。”曹广平坦言。

混动车型续航更有保障

目前,东北地区的充电基础设施建设不完善。中国充电联盟的统计数据显示,今年10月,广东、上海、北京、江苏、浙江等10个东部及沿海地区建设的公共充电基础设施占比达71.6%,面积不小的东三省均没有上榜。

上述原因造成电动汽车在东北的普及程度低于其他地区。为此,业内人士建议,在东北、西北等产业欠密集区域,政府应通过完善道路与充电桩等基础设施、加大激励等方式培育新能源汽车市场。

曹广平建议,充电不方便或用车较频繁的东北用户可选用混合动力车型,这比纯电动车型的续航及应对低温天气时更有保障 。他还表示:“东北及寒带地区消费者购车时对电池容量的选择要大一些,如留出30%的富余量,因为寒带地区冬季开空调的时间更长,由此造成的电池衰减速度也更快,而选用大里程大电量的车型,使用周期能长一些。”

今年1月,工信部表示,针对电动汽车动力电池在低温环境下出现明显的性能下降、电池容量衰减、续驶里程缩水等问题,已组织整车和动力电池企业、行业机构、高校院所开展技术攻关,加快低阻抗成膜添加剂、全气候电池等研发和产业化,提升电动汽车低温行驶的性能。

此外,业内人士还建议,车主要根据冬天的实际续航来规划充电时间和行驶里程,避免长时间闲置导致过度放电,尽可能随用随充。有条件的车主可将车辆停进车库或地下室,降低低温对电池容量及充电速率的影响,确保车辆在适宜的温度条件下启动。

End

编辑丨李慧颖

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