电动汽车电池解密：充电、放电、容量、快充等

我们都知道手机、平板、笔记本使用的电池寿命不会太长。在电池电量被耗尽之前，电池充电、放电循环次数约为600次。如果每天充电的话，电池寿命甚至不会超过两年。很多电动汽车评论认识也因此认为电动汽车锂电池在几年内就会失效，因为锂电池循环寿命仅为600次。

当然我们知道电动汽车电池至少可以使用8年，甚至10年或者更长的时间，这取决于电池的使用方式。有的人拥有电动汽车已经好几年时间了，但是电池依然很强劲。很明显，贬低电动汽车的人所说的600次循环是没有意义的，但是这似乎又与我们的经验相违背，因为像手机之类的电池寿命确实不是很长。

是否是因为电池内部的电池化学或者结构与电动汽车不同，所以导致了这种差别。目前很多研究人员在研究电池化学，努力提高电池效率、延长寿命，甚至研发完全不同的电池。这些研究大多处于早期阶段，看似很有前景，但是在商业化过程中还有一些没有解决的问题。所以对现有电动汽车电池寿命的解释不强。特斯拉跑车电池组也是选择了常用的“18650”电池，这种电池价格便宜、可靠，也用于便携式电子设备，设计时并不是用于驱动电动汽车。如果特斯拉使用的普通电池寿命一般仅有600次循环寿命，为什么在特斯拉电池组中能使用这么长的时间。

1、不用满充满放

首先，不是所有的循环都是相同的。提高电池充放电循环次数的方法之一是不要充满电，更不要放空电池。循环次数最少、寿命最短的情形就是将电池充至100%并且放电至0。锂电池完全放电将显著减少电池寿命。下表给出了几种充电参数。可以看出在85%-25%之间充电可以实现电池寿命与工作容量的平衡。

2、电池容量

当电动汽车仪表显示电量为100%，是真的吗？当仪表显示电量为0，事实绝对不是。电池管理系统将会保留一部分电量以防紧急情况，在这部分电量用完之后，系统将会保护最后珍贵的5%左右电量，以防损坏电池。电动汽车表现得好像电池是完全平坦的，当它不是时，汽车在告诉你仅有备用的10英里续航了，电量将会降至0。

本文所说的电池管理系统是一个宽泛的概念，包括了电动汽车里很多独立的系统，比如电池、电机、充电、导航、仪表盘等。

3、虚拟电量

如果电池管理系统只能充电至80%，并且预留30%，但是显示确实为100%-0%，比如说100英里（160公里）的续航，随着电池容量的损失，系统可以充电至90%，并且预留20%？汽车的仪表盘仍然会显示100%-0%的电量，与之前的续航里程相同，因此车主根本不会意识到电池容量的损失。电动汽车厂商会让电动车电池容量看起来没有损失，但是实际上容量已经下降了。

这会让电动汽车车主产生一种虚假的安全感，因为他们会认为尽管使用了几年，电池容量完全没有下降。但是一旦到达上表3的阶段，虚拟电池就没有下降空间了，汽车续航将会真的开始下降。老化的电池更容易因为快充而受损，因此电池可能迅速恶化。

4、电压

为了避免混淆，电压水平类似于上文提到的充电百分比，当提到100%充满电时，指的是电池充满电，然后每个电芯的电压约为4.2V左右。扁电池的电压约为3V或者更低。不应将电荷百分比与容量百分比相混淆。一个新的40kWh电池的容量是一小时内提供40kW。如果容量下降到75％，意味着它只能在45分钟内提供40kW，或在一小时内提供30kW。

如果锂电池的额定电压为4.2V，说明可以充电至略高于4.2V或者略低于4.2V。仅充电至3.9V和充电至4.2V意味着循环次数和寿命四倍的差别。这种寿命的增加一般伴随着容量损失，所以为了提供同等的容量，电池必须更大。这是电动汽车电池庞大却效率低的原因之一。汽车厂商可以提供同样电池更小、容量相同的电池，所有电池都充电至满电压，但是持续时间会下降。

5、放电倍率

1500mAh的锂电池可以在1小时提供1500mA，四小时375mA。1C就是在1小时内用完1500mAh，0.25C就是4小时内用完1500mAh。电池放电倍率低，持续时间越长。电动汽车电池管理系统确保放电倍率不会太高。这也是电池组庞大的原因之一，不仅仅是为了最小化放电倍率，也是为了延长使用寿命。

6、自放电

如果锂电池充满100%的点，并放置不用的话，如果温度高于25度，则即使不用电池电量也会下降。因此将电池充满电并长期不用放置在车库不是一个好主意。

7、快充限制

尽管人们对充电时间不耐烦，期待越来越快的充电速度，但是快充有一定的限制。理想情况下，对于一个50kWh的电池组，最快的充电率是50kW充电一小时，这是适合电池特性的。但是从30%充电至80%，这仅为电池50%的电量，需要50kW充电半小时。为了把充电时间降到15分钟，需要使用100kW，这是理想50kW的两倍。有助于实现快充的方法很多，但都有一定的限制。人们不应该期望充电时间大大低于20分钟，或者相当于燃油车加油时间。