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无论铅酸还是锂电,都怕过充,理想汽车凭啥说充满没问题?

路咖汽车 3933浏览 2023-06-25 IP属地: 北京
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最近有关新能源车的利好声音不断,但在“反方”眼里,新能源车似乎直至目前都没有能够撕下“电动爹”的标签。导致这一“偏见”的原因,很大程度上就来自于那块又大又重的动力电池。当然,它的体积与重量还是其次。关键是这一全新车载零部件,总是在用它所集成的各类物理、化学知识,挑动着消费者敏感的神经。比如说,近日就有网友在社交平台上向李想(理想汽车董事长兼CEO)发问,“L系列家充桩充电经常充100%会伤电池吗”。这其实就引出一个在续航焦虑之外的问题,新能源车动力电池过充,真的能做到安全吗?
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电池为什么不能经常过充?
既然担心过充是否安全,那肯定是在特性上,电池具有相关隐患的潜在风险。而这种担忧对于广大消费者而言,几乎是伴随智能手机与新能源车而产生的。因为在这两样大众消费品出现之前,大多数人打交道较多的是被简称为“5号电池”、“7号电池”的电池商品。虽然这些型号划分与18650电池类似,一般都是指的形状规格。所以,在新能源车发展初期,使用诸如18650圆柱形电池的电动车,也容易被戏称在底盘上铺满了5号电池。但我们常见的家用场景下的电池,其实绝大部分都是一次性电池。并不具备车用动力电池那样的反复充放电功能,也就不存在所谓过充的问题了。
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至于在传统汽车之中,其实也有电池的身影,那便是被称为“汽车电瓶”的12V蓄电池。这块在体型与重量上都酷似大砖头的电池,确实有充电的效果。那么车用蓄电池就不怕过充吗?这里有小伙伴就要说了,车用蓄电池是铅酸电池,技术成熟、稳定,比新能源车广泛运用的锂电池要安全得多。这句话本身没问题,但铅酸电池也一样怕过充。长时间的过充,铅酸电池也会产生高温,因此导致电池内部电解液密度升高,且产生氢、氧等气体,这对于高温环境的发动机舱,无疑是“送命题”。当然,时至今日,“免维护”铅酸蓄电池已经不是新鲜事。而且车辆的发电机调节器也会起到控制作用。相对技术上的保障,车用蓄电池的充电都至少需要发动机车辆才能进行,而这种车辆保持运转的状态,一般并不会持续太久。而且在车辆运行时,车载电气设备也都处于放电的状态。特别是自动启停的引入,对于铅酸蓄电池而言,过充的可能性变得更低了。
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为什么要聊这么多其它种类的电池呢?除了它们更常见之外,叠加这一特点,大多数消费者对于“电池”使用的印象与经验,并不能套用在新能源汽车身上来。从本质上来说,因为无论是镍镉电池(常见家用充电电池)的记忆效应,还是铅酸电池的硫化现象,在新能源车普遍使用的锂电池身上都被规避。但是落脚到过充这个问题上,特别是配备在新能源车上,且充当动力来源的情况下,锂电池遭遇到的“麻烦”,其实要比前面提到的诸位,更为复杂。
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对于锂电池的充放电工作其实很简单,就是锂离子在正极与负极之间的移动过程。再加上锂电池在容量、性能等方面的天然优势,使得它成为新能源车的理想动力来源。同样的,锂电池的过充危害,其实也没有太新鲜的地方。无非还是围绕热量与氧气的产生,以及最终的温度失控。只不过由于锂电池的特殊性,增加了一项过充后导致的析锂现象。最轻的结果也是导致金属锂的不可逆沉积,导致电池效率降低。最坏的结果就是呼应了前面的症状。由于锂枝晶刺穿电池隔膜,导致正负极短路,从而引发热失控。
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简单来说,锂电池的活性导致其在面对过充的情况下,遭遇的问题与麻烦也会相对更大。但身份的转变(作为动力来源,充电是在静置状态下发生),以及容量增大的情况下,锂电池似乎面对过充的可能性,比其它属性的电池还要更大一些。那么,这意味着买新能源车,只能守着充电时间去把充电枪,或者把充电上限的标定降低,以及更多采用低功率的慢充等方法吗?
新能源车为什么可以“充满”?
其实前面聊铅酸电池的时候,已经给了我们一些提醒。面对这类没有记忆效应的电池,我们享受了这一实用优势,也得在设计上规避它们怕过充的特质。当然,锂电池的应对方案需要更复杂,也更硬核一点。相比铅酸电池一笔带过的“免维护”,作为动力电池使用的锂电池的思路还要更“悲观”一些。简而言之,便是即便遭遇热失控,以及气体排放,电池是否能够扛得住。于是动辄耐上千摄氏度高温的隔热、绝缘材料,以及更为科学的泄压通道,都是现阶段新能源车动力电池的常见操作。
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不过,出现最坏的状况也要扛得住,固然重要。但是把问题扼杀在摇篮里,似乎才是更有必要的做法。其实在这方面,动力电池包的设计环节也有考虑。比如各种主动式热管理系统,更严密的实时监控系统等等。当然,更关键的一点在于,新能源车充满电之后,即会自动断电。也就是说,理论上充到100%也就到顶了。并不会在充电环节放任过充的后果产生。只不过在心态上,消费者可能对100%这个“边界”也有距离感。于是便出现了开头聊到的那个话题,“经常充100%会伤电池吗”。
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这就得祭出终极大招,也就是所谓的“藏电”,也可以称为“锁电”。其实就是车企在动力电池标定方面,针对过充与过放问题,进行的一种技术冗余。这一设计主要多见于三元锂电池,特别是采用高性能、高能量密度的三元锂电池的车型。当然,由于自放电的天然特性,“锁电”主要是针对过放问题而设计。其引起的争议也主要围绕于此。相对而言,无论是过充还是针对过充设计的冗余,一直都不在舆论核心争议点。
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到这里就可以进行一下总结了。消费者对于动力电池寿命和健康问题的焦虑,在日常使用环境下,主要来自于过充与过放以及其带来的副作用。因为它们都具备不可逆的特征在其中。其实归根结底,是消费者对于新能源车动力电池部分的知识匮乏。而不能简单给其贴上“电动爹”的标签。因为,即便是燃油车,也会遭遇使用过程中不规范,造成的积碳、开锅、烧机油等问题。只不过广泛的受众人群,与知识基础积累,使得这些不再被看做是“大问题”。
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当然,燃油车的机械结构也导致很多问题存在“可逆”性,新能源车则放大了不规范用车的潜在后果。所以车企在目前还处于推广阶段的情况下,在技术运用与设计方面,做出了更多权衡。但对于消费者而言,在心态上,还是要因车而异(到底是高性能纯电,还是说仅仅只是更小容量、更慢充电速度的插混、增程),因路况而异(高输出路况多,还是动能回收场景多)等等。这就好比一款燃油车,怎样根据使用情况选择机油类型。说到底,还是要更懂车才行。
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