多年来,电池电动汽车的续航里程取得了巨大的进步。从 2017 年到 2021 年, 单次充电的平均续航里程 从 151 英里增加到 217 英里,并且这个限制还在进一步扩大。美国的一款车型甚至能够行驶 520 英里。充满电后的续航里程意味着电池电量从 100% 降至 0%,但人们普遍认为,在极限状态下使用电动汽车电池并不好。
关键精华
- 经常将电动汽车充电至 100% 会加速电池老化,因为锂离子电池在满电状态下承受的压力更大。
- 大多数电动汽车制造商建议每日充电量限制在 80% 至 90% 之间,以延长电池寿命,100% 的充电量则留用于长途旅行。
- 长时间将电池充满电比在驾驶前短暂充满电对电池的损害更大。
- 现代电动汽车电池管理系统提供充电限制设置,专门帮助车主保护电池的长期容量。
- 12V 辅助电池不受牵引组充电习惯的影响,但仍应作为独立的易损件定期进行测试。
- 了解充电水平对电池健康的影响,有助于技术人员为电动汽车车主提供最佳实践建议,并解释早期性能下降的问题。
将电动汽车电池组充满电是一个坏主意吗?可能会导致什么结果?另一方面,完全耗尽电池是否有害?如果是这样,为电动汽车电池充电的最佳计划是什么?这是你应该知道的。
充满电可能会很糟糕
电动汽车中的电池组通常采用锂离子化学物质。就像手机和笔记本电脑等其他使用锂离子电池的设备一样, 充电至100%容量 可能会使电池处于波动状态,从而对充电状态 (SoC) 产生负面影响,或者引发灾难性故障。
幸运的是,灾难性故障极为罕见,但电池组退化的可能性更大。持续充电至 100% 容量会促进锂金属卷须(称为枝晶)的生长,从而导致短路。但更常见的是,当锂离子陷入电解质内的副反应时,它们就会脱离循环。这通常是由于电池充电至极限容量时存储的能量产生的温度较高所致。
但是, 并不总是阻止将电动汽车充电至 100%。如果您需要携带电动汽车进行长途旅行,或者在一段时间内无法使用充电站,偶尔将电动汽车充电至 100% 不太可能会导致任何明显的问题。当您持续充电至 100% 时,就会出现问题。
充满电后可能并不像看上去的那样
您是否知道一些汽车制造商正在其电动汽车中构建缓冲器,以帮助尽可能长时间地维持健康的 SoC?这意味着,当电池组在电池监视器上反映 100% 电量时,它实际上并未达到可能影响电池健康状况的极限。这种储备或缓冲可以减轻可能经历的退化,大多数汽车制造商可能会转向这种类型的设计,以使其车辆保持最佳状态。
电池完全放电也可能很糟糕
另一方面,电动汽车电池完全放电至 0% 也是不健康的,甚至可能更严重。如果达到 0%,则需要小心回收电池。幸运的是,电动汽车的电池管理系统 (BMS) 旨在保持 5% 到 10% 的缓冲,这样它就不会因使用而完全放电。需要注意的是,如果汽车继续停着并且电池组会自放电,但假设这需要数周或数月的时间。
尽量减少放电是最好的
虽然定期充电至极限(一直充电到 100% 或降至 0%)是不明智的,但现实世界的寿命取决于不那么剧烈的使用。正在进行研究以确定放电深度对电池健康的影响程度,结果令人信服。
一般来说,持续将电池放电至其容量的 50% 以上会减少其预期的持续循环次数。例如,将电池充电至 100% 并放电至低于 50% 会缩短其使用寿命,将电池充电至 80% 并放电至低于 30% 也会缩短其使用寿命。
放电深度 (DoD) 对电池寿命有多大影响?循环至 50% DoD 的电池的容量保持时间是循环至 100% 的电池的四倍。由于电动汽车电池几乎永远不会实现真正的 100% 循环(回想一下极端情况下的缓冲),现实世界的影响可能较小,但仍然很重要。
应如何为电动汽车电池充电以延长其使用寿命
如果始终不鼓励充电至 100%、放电至 0% 以及超过 50% DoD,那么电动汽车电池充电和使用的最佳方法是什么?首先,建议尽可能将电动汽车的电量保持在 20% 以上,这样既可以保持电池健康,又可以防止续航里程焦虑。就像驾驶一辆油箱容量不足 1/4 的汽油动力汽车一样,您希望确保在用完之前能够补充燃料。
通常建议将电动汽车的电池组保持在充满电的 30% 到 80% 之间,以维持其健康状态 (SoH)。一家主要电动汽车制造商的首席执行官表示,充电至 90% 或 95% 的容量以维持电池的 SoH 是没有问题的。只要 SoC 不保持在任一极端状态任何时间长度,它就应该防止在任何加速水平上的退化。
更紧迫的问题往往是放电深度。无论您充电到 60%、80%,甚至 95%,最好将 DoD 保持尽可能低,当然最好低于 50% DoD。
通过定期避免充电至 100%、始终避免完全放电至 0%,以及保持低于 50% DoD,您将使电动汽车电池在未来几年内保持最佳状态,同时对 SoH 的影响最小。
常見問題解答
每天晚上把电动汽车充满电到100%有坏处吗?
频繁的满电状态会加速锂离子电池的长期容量衰减。电池在100%电量状态下承受的压力更大——尤其是在车辆长时间保持该电量的情况下。大多数制造商建议每日充电量限制在80%至90%之间,只有在需要全续航里程时才进行100%充电。
为什么电动汽车制造商建议不要将电量充到100%?
锂离子电池在充电状态的极端情况下性能衰减更快。高充电状态会加剧正极材料的氧化并产生更多热量——这两者都会加速容量损失。电池管理系统旨在限制这些影响,但习惯性地进行100%充电会缩短电池组的使用寿命。
电动汽车电池的理想充电水平是多少?
日常使用中,建议将电量保持在 20% 到 80-90% 之间。最佳电量范围会因电池化学成分和制造商而略有不同——请查看车辆用户手册或电池管理系统 (BMS) 设置,以获取制造商的具体建议。大多数现代电动汽车都允许您直接在车辆软件或应用程序中设置充电限制。
快速充电至100%比慢速充电造成的损害更大吗?
快速充电会产生更多热量,并向电池单元输送更大电流,这会在任何充电水平下增加电池损耗——尤其是在电量超过 80% 时,此时电池管理系统 (BMS) 已经开始降低充电速率。对于日常充电,中等速率的二级交流充电比直流快速充电对电池的损耗更小。
电动汽车何时适合充电至100%?
长途旅行需要全续航里程时,充满电即可——只需在充满电后尽快驾驶,不要让车辆长时间保持满电状态。大多数行程规划器和导航系统都会考虑实际续航里程,因此充满电能提供最大的灵活性,同时又不会影响日常通勤。
电量水平如何影响12V电池的使用寿命?
12V辅助电池和高压牵引电池组是两个独立的系统,维护需求不同。牵引电池组的充电习惯不会直接影响12V电池,但无论车辆的充电历史如何,辅助电池仍然需要定期检测。 xLVS-9000 可独立处理 12V 电动汽车辅助电池诊断。