電動汽車頻繁充電,電池壽命會“折壽”嗎?
如今,電動汽車憑借其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢,越來越受到消費者的青睞。走在大街小巷,隨處可見電動汽車的身影。然而,作為電動汽車的核心部件,電池的壽命一直是廣大車主最為關(guān)心的問題之一。在日常使用中,不少車主常常會有這樣的疑惑:電動汽車頻繁充電,會不會影響電池壽命呢?有的車主擔(dān)心,像手機電池一樣,頻繁充電會讓電動汽車的電池 “折壽”;也有的車主覺得,反正車開了就需要充電,頻繁充也沒什么大不了。那么,頻繁充電到底對電動汽車電池壽命有沒有影響呢?今天,咱們就來深入探討一下這個問題。
電池壽命的衡量標(biāo)準(zhǔn)
在探討頻繁充電對電動汽車電池壽命的影響之前,我們得先搞清楚電池壽命是如何衡量的。通常,衡量電動汽車電池壽命的一個關(guān)鍵指標(biāo)是
電池循環(huán)次數(shù)
。簡單來說,電池循環(huán)次數(shù)指的是電池從完全充電到完全放電,再回到完全充電的完整過程的次數(shù) ,每完成這樣一個過程,就算是一次循環(huán)。當(dāng)電池循環(huán)次數(shù)逐漸增加,電池的容量就會慢慢下降,等到容量下降到一定程度,比如初始容量的 70% - 80% 時,我們就可以認為電池的壽命差不多到頭了。
目前,市面上電動汽車常用的電池主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池 。不同類型的電池,其理論循環(huán)次數(shù)也存在差異。三元鋰電池能量密度高,在低溫環(huán)境下性能表現(xiàn)較好,它的理論循環(huán)次數(shù)一般在 800 - 1200 次左右 。而磷酸鐵鋰電池,以安全性高、成本低、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢著稱,其理論循環(huán)次數(shù)通常能達到 2000 - 3500 次 。舉個例子,如果一輛電動汽車配備的是三元鋰電池,每次充電后能行駛 300 公里,按照 1000 次的循環(huán)次數(shù)來算,理論上在電池壽命周期內(nèi),這輛車能行駛 30 萬公里;要是配備的是循環(huán)次數(shù)為 3000 次的磷酸鐵鋰電池,那理論行駛里程就能達到 90 萬公里。由此可見,不同電池的理論循環(huán)次數(shù)不同,會直接影響到電動汽車在電池壽命周期內(nèi)的行駛總里程。
頻繁充電與電池壽命的關(guān)系
(一)深度充放電的影響
深度充放電,簡單來講,就是把電池電量幾乎耗盡(一般放電至 10% - 20% 以下),然后再進行完全充滿的過程。從電池的工作原理來看,電動汽車常用的鋰離子電池在充放電過程中,依靠鋰離子在正負極之間的嵌入和脫嵌來實現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)進行深度充放電時,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)更為劇烈 。
隨著深度充放電次數(shù)的增多,電池的電極材料會受到較大的應(yīng)力作用 。這就好比一根橡皮筋,反復(fù)地拉伸到極限,它的彈性就會逐漸變差。電極材料在深度充放電的頻繁作用下,會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞、活性物質(zhì)脫落等問題 。以某品牌電動汽車的三元鋰電池為例,在實驗室環(huán)境下,當(dāng)深度充放電次數(shù)達到 500 次左右時,電池容量開始出現(xiàn)較為明顯的衰減,大約衰減至初始容量的 85% - 90% 。繼續(xù)進行深度充放電,到 1000 次時,電池容量可能就只剩下初始容量的 70% - 75% ,已經(jīng)接近電池壽命的尾聲。這是因為活性物質(zhì)的脫落,使得參與電化學(xué)反應(yīng)的有效物質(zhì)減少,電池的存儲和釋放電能的能力自然也就下降了。
(二)淺充淺放的優(yōu)勢
與深度充放電相對的淺充淺放,對電池壽命有著積極的影響。淺充淺放指的是在電池電量還剩余較多(如 30% - 50% 以上)時就進行充電,且充電到 80% - 90% 左右就停止 。這樣的充放電方式,能有效減少電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)強度,降低電極材料的應(yīng)力 。
相關(guān)研究表明,淺充淺放能夠減少電池內(nèi)部鋰枝晶的生長。鋰枝晶就像是電池內(nèi)部生長的 “小刺”,如果生長過長,可能會刺穿電池的隔膜,導(dǎo)致電池短路,嚴(yán)重影響電池壽命甚至引發(fā)安全問題 。淺充淺放時,鋰離子在電極間的移動較為平穩(wěn),鋰枝晶生長的概率就會大大降低 。例如,有實驗對同一型號的磷酸鐵鋰電池分別采用淺充淺放和深度充放電兩種方式進行測試 。經(jīng)過 1000 次充放電后,采用淺充淺放的電池容量保持率仍在 90% 以上 ,而采用深度充放電的電池容量僅剩下初始容量的 75% 左右 。這充分顯示出淺充淺放對延長電池壽命的顯著作用。
影響電池壽命的其他關(guān)鍵因素
(一)溫度因素
溫度對電動汽車電池壽命的影響不容小覷。在高溫環(huán)境下,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會顯著加速 。就像我們生活中常見的水果,在高溫天氣下更容易腐爛變質(zhì)一樣,電池的電極材料在高溫下也會加速老化 。高溫會導(dǎo)致電池內(nèi)部的電解液分解,產(chǎn)生氣體,使電池內(nèi)部壓力增大 。而且,高溫還會讓電池的內(nèi)阻增加,進一步加劇電池的發(fā)熱,形成惡性循環(huán) 。當(dāng)電池溫度超過 45℃時,電池容量的衰減速度會明顯加快,長期處于這樣的高溫環(huán)境,電池壽命可能會縮短 20% - 30% 。
而在低溫環(huán)境中,電池的性能同樣會受到嚴(yán)重影響 。低溫會降低電池的充放電效率,使電池的可用容量大幅減少 。這是因為低溫下鋰離子的活性降低,在電極間的移動變得遲緩 。比如,在冬天寒冷的早晨,當(dāng)氣溫低于 0℃時,電動汽車的續(xù)航里程可能會比常溫下減少 30% - 40% 。而且,低溫充電時,電池還可能面臨析鋰的風(fēng)險,鋰枝晶一旦形成,就會像前文所說的那樣,刺穿電池隔膜,引發(fā)安全問題,同時也會嚴(yán)重損害電池壽命 。
(二)充電方式
電動汽車的充電方式主要有快充和慢充兩種,它們對電池壽命有著不同的影響 ??斐涞膬?yōu)勢在于速度快,能在短時間內(nèi)為車輛補充大量電量,滿足車主快速出行的需求 。然而,快充時電流較大,會使電池產(chǎn)生大量熱量,導(dǎo)致電池溫度迅速升高 。持續(xù)的高溫會加速電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),造成電池電極材料的結(jié)構(gòu)變化和活性物質(zhì)的損失 。如果長期頻繁使用快充,電池的衰減速度會明顯加快 。有研究表明,長期僅使用快充的電動汽車電池,其容量衰減速度比僅使用慢充的電池快 10% - 15% 。
慢充則是采用較小的電流進行充電,雖然充電時間相對較長,但它能讓電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)更加平穩(wěn),減少對電池的損害 。慢充時電池溫度上升緩慢,電池的老化速度也相對較慢 。因此,為了延長電池壽命,建議車主盡量采用慢充方式,尤其是在日常使用中,把慢充作為主要的充電方式 。如果確實有緊急需求,偶爾使用快充也是可以的,但要避免過度依賴快充 。
(三)駕駛習(xí)慣
駕駛習(xí)慣對電動汽車電池壽命也有著重要影響 。急加速、急剎車等不良駕駛習(xí)慣,會使電池在短時間內(nèi)承受較大的電流沖擊 。當(dāng)車輛急加速時,電池需要快速釋放大量電能,這會導(dǎo)致電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加劇,電極材料受到更大的應(yīng)力 。而急剎車時,電機進行能量回收,也會使電池承受較大的反向電流 。長期這樣的大電流放電和充電,會加速電池的老化,縮短電池壽命 。據(jù)統(tǒng)計,經(jīng)常急加速、急剎車的車主,其電動汽車電池的壽命比平穩(wěn)駕駛的車主短 10% - 20% 。
與之相反,平穩(wěn)駕駛能讓電池的充放電過程更加平穩(wěn),減少對電池的損害 。在起步和加速時,緩慢踩下加速踏板,讓車輛平穩(wěn)加速;在行駛過程中,提前預(yù)判路況,避免不必要的急剎車 。這樣不僅能延長電池壽命,還能提高駕駛的舒適性和安全性 。
(四)電池管理系統(tǒng)
電池管理系統(tǒng)(BMS)是電動汽車中保障電池壽命的關(guān)鍵部件 。它就像是電池的 “管家”,時刻監(jiān)控著電池的各項狀態(tài) 。BMS 能夠精準(zhǔn)地測量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù) ,通過這些數(shù)據(jù),準(zhǔn)確判斷電池的剩余電量、健康狀態(tài)等 。當(dāng)電池出現(xiàn)異常情況,比如過充、過放、過熱時,BMS 會及時采取保護措施 。例如,當(dāng)檢測到電池充電即將充滿時,BMS 會自動降低充電電流,防止過充對電池造成損害;當(dāng)電池溫度過高時,BMS 會啟動散熱系統(tǒng),為電池降溫 。
先進的電池管理系統(tǒng)還具備電池均衡功能 。由于電池組中的各個單體電池在生產(chǎn)和使用過程中存在一定的差異,長期使用后可能會出現(xiàn)容量不一致的情況 。BMS 通過均衡功能,對各個單體電池進行調(diào)節(jié),使它們的電量保持相對一致,避免因個別電池過充或過放而影響整個電池組的壽命 。可以說,高效可靠的電池管理系統(tǒng)能夠有效延長電池壽命,使電池性能更加穩(wěn)定 。
(五)車輛閑置與充電
車輛長期閑置不充電,會對電池壽命造成嚴(yán)重影響 。即便車輛停著不開,電池也會發(fā)生自放電現(xiàn)象 。隨著時間的推移,電池電量會逐漸降低 。當(dāng)電池電量過低時,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會發(fā)生變化,導(dǎo)致電池的不可逆損傷 。特別是對于一些長時間閑置的電動汽車,如果不及時充電,電池可能會出現(xiàn)虧電的情況 。虧電時間越長,電池的損壞程度就越嚴(yán)重 ,甚至可能導(dǎo)致電池?zé)o法修復(fù),只能更換 。
所以,即便車輛長時間閑置,也一定要定期給電池補充電量 。一般建議每隔 1 - 2 周就進行一次充電,保持電池電量在 50% - 80% 左右 。這樣可以有效減少電池自放電帶來的損害,延長電池壽命 。
延長電池壽命的實用建議
(一)充電習(xí)慣
在充電習(xí)慣方面,掌握最佳充電時機至關(guān)重要。當(dāng)電量剩余 20 - 30% 左右時,就應(yīng)及時為電動汽車充電 。這是因為當(dāng)電量過低時,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會變得不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生不可逆的損傷,就像我們不能把手機電量用到自動關(guān)機才去充電一樣。同時,要避免過度充電,當(dāng)電池電量充至 80% - 90% 時,就可以停止充電了 。如果長時間過度充電,電池會一直處于滿電狀態(tài),內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)會持續(xù)進行,這會加速電池的老化。比如,有的車主習(xí)慣晚上睡覺前插上充電器,第二天早上才拔掉,這樣長時間的充電就可能導(dǎo)致電池過充。建議大家可以利用定時器或者車輛自帶的充電設(shè)置功能,合理控制充電時間 。
(二)駕駛習(xí)慣
良好的駕駛習(xí)慣對延長電池壽命有著顯著的作用。在駕駛過程中,要盡量保持平穩(wěn)駕駛 。避免頻繁地急加速、急剎車,因為這些激烈的駕駛行為會使電池在短時間內(nèi)承受較大的電流沖擊 。想象一下,電池就像是一個能量供應(yīng)站,平穩(wěn)駕駛時,能量的輸出是均勻、穩(wěn)定的;而急加速、急剎車時,就像是突然對能量供應(yīng)站提出了高強度的需求,這會讓電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)變得劇烈,從而加速電池的老化 。在起步時,緩慢踩下加速踏板,讓車輛平穩(wěn)起步;在行駛過程中,提前預(yù)判路況,避免不必要的急剎車 。這樣不僅能延長電池壽命,還能讓駕駛更加舒適,減少能源的浪費 。
(三)日常保養(yǎng)
日常保養(yǎng)是確保電動汽車電池壽命的重要環(huán)節(jié)。定期檢查電池和車輛是必不可少的 。一般來說,建議每 1 - 2 萬公里或者每半年對電池進行一次全面檢測 。檢測內(nèi)容主要包括電池的容量、內(nèi)阻、電壓一致性等 。通過這些檢測,可以及時發(fā)現(xiàn)電池是否存在異常情況,比如容量是否出現(xiàn)明顯衰減、內(nèi)阻是否增大等 。要是發(fā)現(xiàn)問題,就可以及時采取措施進行修復(fù)或調(diào)整 。還要注意車輛的使用環(huán)境,盡量避免在極端溫度環(huán)境下使用和充電 。在高溫天氣下,盡量將車輛停放在陰涼通風(fēng)處,避免陽光直射;在低溫天氣下,可以提前預(yù)熱電池,讓電池在適宜的溫度下工作 。另外,保持車輛的清潔,定期檢查輪胎氣壓等,也有助于延長電池壽命 。
總結(jié)
綜上所述,電動汽車頻繁充電對電池壽命的影響,不能簡單地一概而論,而是要綜合多方面因素來考量。深度充放電會加速電池老化,縮短電池壽命;而淺充淺放則有利于延長電池壽命 。除了充電方式,溫度、駕駛習(xí)慣、充電方式、電池管理系統(tǒng)以及車輛閑置與充電等因素,也都在不同程度上影響著電池壽命 。
作為電動汽車車主,我們要充分認識到這些影響因素,養(yǎng)成良好的用車和保養(yǎng)習(xí)慣 。在日常使用中,合理把握充電時機,盡量采用淺充淺放的方式,避免過度充電和深度放電 。同時,保持平穩(wěn)的駕駛習(xí)慣,避免急加速、急剎車 。關(guān)注車輛的使用環(huán)境,盡量避免在極端溫度下使用和充電 。定期檢查電池和車輛,確保電池管理系統(tǒng)的正常運行 。只有這樣,才能最大程度地延長電動汽車電池的壽命,讓我們的愛車始終保持良好的性能,為我們的綠色出行提供更可靠的保障 。
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