怕自燃也怕衰減？技術(shù)解讀OTA“鎖電”

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購(gòu)置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報(bào)價(jià) 車主點(diǎn)評(píng)(30條)

近年來(lái)，中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)日新月異，續(xù)航里程高、加速極快、充電快的電動(dòng)汽車層出不窮。然而與此同時(shí)，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(wú)良車企趁進(jìn)店維修的機(jī)會(huì)，悄悄“升級(jí)”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(huì)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(diǎn)，為大家梳理了技術(shù)邏輯。

昂貴鋰離子電池的四個(gè)“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(jī)的時(shí)候，應(yīng)該是完全沒有電的。然后填滿它。否則電池會(huì)有“記憶效應(yīng)”，用的越多越少。其實(shí)這是一個(gè)錯(cuò)誤的概念。因?yàn)樵缙诘逆囨k電池或者鎳氫電池都有這個(gè)問(wèn)題。目前電動(dòng)汽車中常見的鋰離子電池不存在這個(gè)問(wèn)題。

鋰離子電池的壽命，也就是充電次數(shù)，不是一個(gè)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(shí)間?？偝潆娭芷谕瓿蓵r(shí)間越長(zhǎng)，電池壽命越長(zhǎng)。因此，如果有機(jī)會(huì)收費(fèi)，車企鼓勵(lì)消費(fèi)者盡量多收費(fèi)。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(wú)忌憚”的車企直接將功率下限“鎖定”到一個(gè)相對(duì)較高的值，比如10%，通過(guò)簡(jiǎn)單粗暴地降低放電深度來(lái)延長(zhǎng)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(guò)度充電也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。它會(huì)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(shí)，過(guò)度充電也會(huì)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(guò)度充電。因此，從確保安全的角度來(lái)看，車企會(huì)通過(guò)軟件升級(jí)“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(huì)導(dǎo)致鋰離子快速運(yùn)動(dòng)，過(guò)大的充電電流會(huì)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(yáng)極，擴(kuò)散速度跟不上，那么簡(jiǎn)單的鋰就會(huì)沉積在陽(yáng)極表面。過(guò)大的放電電流會(huì)讓大量的鋰離子在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)SEI膜，可能造成膜結(jié)構(gòu)的大規(guī)模破壞。因此，過(guò)大的電流會(huì)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(huì)影響鋰電池。在低溫下，電解液移動(dòng)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(guò)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(guò)熱的環(huán)境會(huì)分解正極材料，無(wú)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(huì)引起材料結(jié)構(gòu)的改變和晶格的破壞。一方面會(huì)導(dǎo)致高壓區(qū)充電容量下降，另一方面會(huì)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(yùn)行過(guò)程中會(huì)釋放熱量，這個(gè)溫度在夏天比較容易出現(xiàn)。

④我無(wú)法忍受長(zhǎng)時(shí)間充滿電或沒電。

不是每個(gè)電動(dòng)車車主每天都開自己的車，出差、旅游或者疫情的時(shí)候可能都不會(huì)開車。這時(shí)，長(zhǎng)期維持過(guò)高或過(guò)低充電狀態(tài)的鋰電池也會(huì)“丟命”。當(dāng)鋰電池長(zhǎng)期處于無(wú)電或低電狀態(tài)時(shí)，對(duì)鋰電池內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)的阻力會(huì)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(shí)，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(zhǎng)。正常情況下，保持10%-90%的電量有利于保護(hù)電池。

“作弊”電顯示

就像車速表總是會(huì)顯示一個(gè)比車速快的數(shù)值一樣，我們?cè)谲噧?nèi)看到的SOC并不是實(shí)際的SOC，而是已經(jīng)被計(jì)入了可用功率。換句話說(shuō)，即使是0%，電池仍然在充電。

近年來(lái)，特斯拉等車企通過(guò)OTA更新，培養(yǎng)了大量消費(fèi)者習(xí)慣于“升級(jí)”汽車。因此，車企正習(xí)慣于以這種方式“悄悄”改進(jìn)電動(dòng)車電池的管理策略。汽車已經(jīng)從一個(gè)被銷售和完成的硬件產(chǎn)品變成了一個(gè)需要在整個(gè)使用壽命中不斷維護(hù)和改進(jìn)的動(dòng)態(tài)軟件產(chǎn)品。因此，無(wú)論是否被接受，OTA升級(jí)改變了已售汽車的特性，這是當(dāng)前汽車行業(yè)的大勢(shì)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(jí)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(guò)這個(gè)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(guó)類似的新案例一些啟示。

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

2021年，特斯拉通過(guò)OTA對(duì)軟件進(jìn)行了升級(jí)，并為當(dāng)時(shí)服役的Model S和Model X提供了“可以延長(zhǎng)電池壽命”的軟件補(bǔ)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(shí)的可用電量，特斯拉稱這是正常損失。

在這次軟件升級(jí)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(hù)電池，延長(zhǎng)壽命。

2021年7月29日，特斯拉在美國(guó)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(wàn)美元，其中包括41萬(wàn)原告律師費(fèi)用。

高鎳鋰電池的流行與隱憂:鎳鈷錳811和鎳鈷鋁

本次動(dòng)力鎖定事件的主角廣汽豐田iA5（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、廣汽AION LX（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、威馬EX5（查成交價(jià)|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(gè)公式在近年來(lái)的電動(dòng)汽車電池技術(shù)中相當(dāng)流行。另一個(gè)流行的公式是特斯拉-松下使用的鎳鈷鋁。中國(guó)的電動(dòng)汽車補(bǔ)貼鼓勵(lì)高里程電動(dòng)汽車，兩者都具有能量密度相對(duì)較高的特點(diǎn)，正因如此，近年來(lái)在中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)獲得了較大的市場(chǎng)份額。

然而，以下兩種配方的缺點(diǎn)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(lái)越低，換句話說(shuō)，熱失控的風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)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(bǔ)貼越多，起火越多。為了保證電池壽命，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，車企更傾向于對(duì)這些電池的SOC范圍做出更多限制，即“功率鎖定”。從這個(gè)角度來(lái)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(gè)中國(guó)的時(shí)代，擁有一輛電動(dòng)車是幸福的。作為最大的電動(dòng)汽車消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)，中國(guó)激活了市場(chǎng)。憑借眾多的產(chǎn)品、低廉的價(jià)格和領(lǐng)先的技術(shù)，消費(fèi)者享受到了世界級(jí)的先進(jìn)電動(dòng)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(xiǎn)。同時(shí)，如果出了問(wèn)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。