怕自燃也怕衰減？技術(shù)解讀OTA“鎖電”

2025-02-16 22:10:02 作者：資訊小編

近年來，中國電動汽車市場日新月異，續(xù)航里程高、加速極快、充電快的電動汽車層出不窮。然而與此同時，聳人聽聞的電池自燃視頻也經(jīng)常引爆網(wǎng)絡(luò)。在這種背景下，一些無良車企趁進店維修的機會，悄悄“升級”汽車的電池管理軟件，改變汽車的電池工作特性。細(xì)心的車主會發(fā)現(xiàn)，之后續(xù)航里程大幅縮水。這包含了什么樣的邏輯？介紹了鋰電池的特點，為大家梳理了技術(shù)邏輯。

昂貴鋰離子電池的四個“受不了”

①每次用都受不了。

在“末代”很多人的印象中，使用手機的時候，應(yīng)該是完全沒有電的。然后填滿它。否則電池會有“記憶效應(yīng)”，用的越多越少。其實這是一個錯誤的概念。因為早期的鎳鎘電池或者鎳氫電池都有這個問題。目前電動汽車中常見的鋰離子電池不存在這個問題。

鋰離子電池的壽命，也就是充電次數(shù)，不是一個定量的，而是和放電深度有關(guān)。充電次數(shù)x放電深度=總充電周期完成時間。總充電周期完成時間越長，電池壽命越長。因此，如果有機會收費，車企鼓勵消費者盡量多收費。但是如果不能控制車主的充電，只能限制汽車的用電量。因此，“肆無忌憚”的車企直接將功率下限“鎖定”到一個相對較高的值，比如10%，通過簡單粗暴地降低放電深度來延長電池壽命。

②充電太多或太快都受不了。

就像人們不能挨餓或養(yǎng)活自己一樣，鋰離子電池的過度充電也會帶來問題。它會導(dǎo)致正極活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的變化和電解液的分解。同時，過度充電也會產(chǎn)生大量氣體，散發(fā)大量熱量，極易發(fā)生爆炸，存在安全隱患。因此，有必要避免電池過度充電。因此，從確保安全的角度來看，車企會通過軟件升級“鎖定”一次電池充電的上限，比如90%，降低可用容量。

此外，鋰離子電池?zé)o法承受吞噬——大的充放電電流會導(dǎo)致鋰離子快速運動，過大的充電電流會使鋰離子快速脫離晶格，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。要想快速嵌入陽極，擴散速度跟不上，那么簡單的鋰就會沉積在陽極表面。過大的放電電流會讓大量的鋰離子在短時間內(nèi)通過SEI膜，可能造成膜結(jié)構(gòu)的大規(guī)模破壞。因此，過大的電流會導(dǎo)致電池迅速老化。

③太熱或太冷的環(huán)境都受不了。

我們生活的地球并不總是像春天一樣。冬季嚴(yán)寒和夏季熱浪的威脅也會影響鋰電池。在低溫下，電解液移動非常緩慢，影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性，導(dǎo)致電池充放電性能下降。在充電過程中，負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇，析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶，突破隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極短路。

過熱的環(huán)境會分解正極材料，無論是磷酸亞鐵鋰還是三元鋰，磷酸亞鐵鋰略好于錳酸鋰，但分解現(xiàn)象依然存在。溶解現(xiàn)象會引起材料結(jié)構(gòu)的改變和晶格的破壞。一方面會導(dǎo)致高壓區(qū)充電容量下降，另一方面會導(dǎo)致活性物質(zhì)之間的接觸電阻增大，鋰離子遷移率降低，最終導(dǎo)致電池失效。這里提到的高溫通常在60℃以上?？紤]到電池在運行過程中會釋放熱量，這個溫度在夏天比較容易出現(xiàn)。

④我無法忍受長時間充滿電或沒電。

不是每個電動車車主每天都開自己的車，出差、旅游或者疫情的時候可能都不會開車。這時，長期維持過高或過低充電狀態(tài)的鋰電池也會“丟命”。當(dāng)鋰電池長期處于無電或低電狀態(tài)時，對鋰電池內(nèi)部電子運動的阻力會增加，導(dǎo)致電池容量下降。然而，當(dāng)電池始終處于充滿電的狀態(tài)時，大量的鋰離子被插入到負(fù)極石墨中，負(fù)極石墨處于不穩(wěn)定的載體上，鋰離子更容易脫落并游離在電解液中，從而降低電池容量。

鋰電池在電量中間狀態(tài)最好，電池壽命最長。正常情況下，保持10%-90%的電量有利于保護電池。

“作弊”電顯示

就像車速表總是會顯示一個比車速快的數(shù)值一樣，我們在車內(nèi)看到的SOC并不是實際的SOC，而是已經(jīng)被計入了可用功率。換句話說，即使是0%，電池仍然在充電。

近年來，特斯拉等車企通過OTA更新，培養(yǎng)了大量消費者習(xí)慣于“升級”汽車。因此，車企正習(xí)慣于以這種方式“悄悄”改進電動車電池的管理策略。汽車已經(jīng)從一個被銷售和完成的硬件產(chǎn)品變成了一個需要在整個使用壽命中不斷維護和改進的動態(tài)軟件產(chǎn)品。因此，無論是否被接受，OTA升級改變了已售汽車的特性，這是當(dāng)前汽車行業(yè)的大勢所趨。

然而，這并不意味著用戶應(yīng)該讓汽車公司操縱他們的汽車，讓它們被改變。OTA升級的規(guī)則需要規(guī)范，特斯拉在少電這件事上有先例，今年贏得了敗訴的判決。通過這個案例，我們大致可以看到這一領(lǐng)域法律尊重的邊界在哪里，這也給我國類似的新案例一些啟示。

輸了:特斯拉Model S（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）和Model X（查成交價|參配|優(yōu)惠政策），OTA升級后續(xù)航里程直線下降

2021年，特斯拉通過OTA對軟件進行了升級，并為當(dāng)時服役的Model S和Model X提供了“可以延長電池壽命”的軟件補丁。用戶發(fā)現(xiàn)續(xù)航里程縮小了。原告大衛(wèi)·拉斯穆森發(fā)現(xiàn)，他的2014款S 85在OTA后損失了8千瓦時的可用電量，特斯拉稱這是正常損失。

在這次軟件升級之前，一輛特斯拉Model S在香港起火。特斯拉認(rèn)為有必要改善Model S和X的充電和熱管理設(shè)置，以保護電池，延長壽命。

2021年7月29日，特斯拉在美國集體訴訟中初步達(dá)成和解，將賠償1743輛特斯拉Model S車主每人625美元的罰款，并被要求提供電池診斷和提示，并在保修期內(nèi)根據(jù)需要提供電池維修服務(wù)。特斯拉在本案中的賠償總額為150萬美元，其中包括41萬原告律師費用。

高鎳鋰電池的流行與隱憂:鎳鈷錳811和鎳鈷鋁

本次動力鎖定事件的主角廣汽豐田iA5（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、廣汽AION LX（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、威馬EX5（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）均采用了當(dāng)代安普瑞斯科技有限公司生產(chǎn)的811電芯。所謂811是指正極材料配方為鎳-鈷-錳三元材料的鋰離子電池，其中鎳、鈷、錳的比例為8:1:1。這個公式在近年來的電動汽車電池技術(shù)中相當(dāng)流行。另一個流行的公式是特斯拉-松下使用的鎳鈷鋁。中國的電動汽車補貼鼓勵高里程電動汽車，兩者都具有能量密度相對較高的特點，正因如此，近年來在中國電動汽車市場獲得了較大的市場份額。

然而，以下兩種配方的缺點也很明顯——它們更容易熱失控。

從上圖可以看出，隨著鎳的增加，發(fā)熱量激增的溫度越來越低，換句話說，熱失控的風(fēng)險越來越早。

上圖中，鎳鈷鋁的NCA也包括在比較中，顯示出比鎳鈷錳811更高的功率和更差的穩(wěn)定性。你看不到小偷吃肉，但你看不到小偷被打。這兩種電池獲得的補貼越多，起火越多。為了保證電池壽命，降低安全風(fēng)險，車企更傾向于對這些電池的SOC范圍做出更多限制，即“功率鎖定”。從這個角度來看，不難理解廣汽Ean這樣的公司的這種行為。

結(jié)論:合理用車，合理維權(quán)。

在這個中國的時代，擁有一輛電動車是幸福的。作為最大的電動汽車消費國和生產(chǎn)國，中國激活了市場。憑借眾多的產(chǎn)品、低廉的價格和領(lǐng)先的技術(shù)，消費者享受到了世界級的先進電動車產(chǎn)品。但顯然，現(xiàn)有產(chǎn)品仍未完全成熟。因此，基于科學(xué)理性的態(tài)度，在了解鋰電池的局限性后，我們以更合理的方式使用汽車，以降低事故風(fēng)險。同時，如果出了問題也不用擔(dān)心。先有特斯拉的先例，用合理的手段維權(quán)也是車主的權(quán)利。

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