冬天過後,凍出了中國電動車的電池續航力「虛標」問題
36Kr發表於 2021年3月21日 16:30
中國「新能源」電動車每一款都強調續航力可以到幾百公里,但每年都要面臨一個嚴格的考驗,那就是「冬天」。就像是一面照妖鏡一樣,續航力「虛標」的問題特別突顯出來。
「冬天跑不到70公里,實在是不夠用了。」張勇(化名)向《每日經濟新聞》記者表示,這輛標稱續航150公里的電動車經過5年使用,續航里程已衰減到100公里,冬季極寒情況下,續航更是降到70公里以下。「但就算剛買來的時候滿電續航也只有120公里,150公里從來沒有跑到過。」對於電動汽車的標定續航,張勇感覺「水分」不小。
事實上,對電動車續航里程產生質疑的遠不止張勇。在多個中國汽車投訴網站發現,有關續航里程不準確、充電難、電控系統故障等問題投訴不在少數,而續航里程銳減、與官方宣傳不符更是電動車主們在投訴中相當普遍的遭遇。
「目前,我國新能源汽車續航工況測試是在試驗台上以標準氣候條件下進行的,沒有考慮夏季空調與冬季低溫和暖風的影響,也沒有考慮長距離高速行駛的情況。試驗方法還需進一步完善,才能全面反映出實際情況。」中國國家新能源汽車創新工程專家組組長王秉剛在接受《每日經濟新聞》記者採訪時表示。
續航提升但「焦慮」不減
賣掉舊車後,張勇又購置了一台純電動車,標稱續航420公里。雖然還沒有將車開至電量為零的經歷,但據張勇估算,該車最多只能跑350公里左右。「現在市面上電動車的續航里程比我第一次買電車時高得多,但還是跑不到廠家宣稱的里程數。」張勇說。
與張勇相比,朱煜寧真實地感受過電車續航力虛標的煩惱。作為一名網約車司機,朱煜寧起初很相信車輛顯示的續航里程就是車輛可以行使的里程。「那會兒我剛開始用新能源車跑活兒,印象太深了。當時車輛顯示續航還有60多公里,而我剛接了一個不到30公里的訂單。想著剩下30公里,找到充電樁應該沒太大問題,結果乘客都還沒送到,車子就已經限速了。」朱煜寧說。
朱煜寧所說的限速是指部分電動車當電量低於一定限值時,為減少耗能,將車速限制於特定數值以下。比如朱煜寧的車,當電量低於10%時,限速為30Km/h。「當時還以為是車壞了,踩加速踏板也不走,搞得乘客也很緊張。」朱煜寧回憶道。
最終,朱煜寧打著雙閃以「龜速」行駛在最外側車道,且多用了20多分鐘才將乘客勉強送到目的地。但車子的續航只剩不足20公里,並在去往附近一個購物中心充電的路上徹底沒電。從那以後,朱煜寧變得謹慎多了:「續航掉到100公里我就不接里程遠的訂單了,到80公里就開始找充電站。」
這只是春夏秋三個季節電動車的續航表現,到了冬季,電動車實際續航里程還會大幅降低。一位新能源車主馮晨給記者提供的車輛電耗數據顯示,車輛在春秋兩個季節不開空調的情況下,百公里電耗在13KWh左右;但到了冬季,特別是在極寒、暖風開啟的情況下,電耗可以達到百公里20KWh甚至更高。
這種電動車的用車體驗相當普遍。在記者對近50位新能源車主的問卷調查中,非冬季環境下57.45%的車主表示實際續航里程可達到標稱續航里程的80%以上,但冬季只有8.51%的車主表示可以達到這一使用情況。而74.47%的車主表示車輛冬季續航里程為標稱續航里程的50%~80%,還有17%的車主表示實際續航里程甚至不足標稱的一半。
「電動車冬季續航下降與動力電池的充放電原理密切相關。溫度低的時候,電池裡的電解液會變得更加黏稠,包括鋰離子遷移的速率,材料本身的導電性都會進一步變差,使得電池活性降低,進而影響電池性能和容量揮發,對外就表現為動力電池可用容量的衰減。」北汽新能源研究院副院長代康偉對記者表示。
為了儘可能延長大幅縮減的冬季續航,車主們也只能各出「奇招」。有的電動計程車師傅為省電,放一床厚毛絨被讓乘客披著禦寒;有的北方車主不開暖氣,手動給擋風玻璃去霜……「我冬天的用車習慣是,還剩三到四成電就開始充,如果去郊區或者路程遠一些,都會提前一天把電充滿。目前還是市區用的多,真要出遠門或者走大段高速反正我不太敢開電車。」張勇表示。
儘管近年來新能源汽車的續航里程不斷提升,但車主們的里程焦慮並未完全得到解決。在記者採訪的多位新能源車主中,像張勇一樣在市區使用,以及習慣提前充電的新能源車主佔了絕大多數。
「好像被『馴化』了,你買它以後只能適應。」馮晨這樣對記者總結兩年新能源車的使用體驗。
續航不夠 等速巡航里程來湊?
「您可以這麼計算,在標準工況續航的基礎上,平時打8折,冬天打7折,會更接近於您實際行駛的里程。」北京特斯拉某直營店銷售人員向記者介紹。
值得注意的是,一輛宣稱續航463公里的標準續航版Model 3試駕車在電量剩餘95%的情況下,車輛按當前電耗實時計算出的續航里程為288公里,當日的室外氣溫為6℃,如果按300公里實際續航里程計算,僅為標稱續航的64.79%。對此,銷售人員解釋道:「試駕車一般開得比較猛,地板電和急剎車情況很頻繁,行車電腦記錄的平均電耗很高。您實際的駕駛習慣不會像這輛車一樣,可行駛里程肯定更長。」
有銷售人員也向記者坦言,廠家標註的續航里程是理想工況下計算出的數據,實際道路情況複雜多變,除非速度特別均勻,否則都難以達到廠商宣稱的續航里程。
除一般的常規工況續航里程外,記者注意到,在廠商的宣傳材料中,有的車型還會出現「最大續航」或「等速續航」的字眼,而相應的數字均較普通續航里程更高。「這只是給您作一個參考,因為60km/h的時速對於電動車來說相對省電,所以廠家用這個數字作宣傳,不過最近我們也很少向客戶這麼介紹了,因為沒人能開到這個數字。」某品牌店銷售人員這樣向記者解釋。
「看到國內不少知名汽車品牌,推廣電動車的時候還在用60(km/h)等速宣傳自己的續航里程,甚至直接把這樣的虛假續航里程數字貼在車屁股上,真有點大躍進的感覺。」兩年前,中國的理想汽車CEO李想曾在微博「炮轟」60km/h等速續航里程是虛假宣傳,引發行業熱議。
「60km/h等速續航數據只是在車輛關閉所有電氣設備,以最經濟的時速行駛時,得到的最理想化續航里程數據。」中國汽車動力電池產業創新聯盟副秘書長王子冬認為,60km/h等速續航只是車企的一種宣傳手段,並不代表車輛的真實續航里程,不具備實際參考意義。
儘管早已有業內人士對等速巡航續航里程提出質疑,但仍有不少廠商將等速續航里程放在車型宣傳海報的顯眼位置。事實上,新能源車主對車企的宣傳和標定續航里程也持保留意見。在對車主們的問卷調查中,有關「您是否相信廠家對於新能源車輛續航里程的宣傳和標定」這一問題,車主們的平均得分為3.09,意味著他們更多將廠家的標定續航作為參考,但並不完全相信。
附圖:
▲ 電動車不同溫度下的電耗(圖片來源:車主供圖)
▲ 圖片來源:問卷調查結果截圖
▲ 圖片來源:每經記者 李碩 攝
資料來源:https://www.techbang.com/posts/85164-after-the-winter-the-problem-of-the-battery-life-of-chinas?fbclid=IwAR2I7re880X0Wza_vAu5rb-ZLiE6H4qlJqSG8-C9lrWP-L2fEInu6bPo4xs
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【電動車電池再利用】
#EV電池用來電網級儲能 #傳統車廠動起來
電動車(EV)內的鋰離子電池使用壽命約為八年,在電池失去20%的容量後就需進行更換,代表這些退役的EV電池仍有80%容量可以使用,若安裝於電網等級的儲能設備做循環利用,能降低相關產業的成本與碳排。雖然目前尚未獲得市場的大量關注,#但麥肯錫公司與麻省理工學院的新研究認為,隨著EV產業規模的擴充與新創公司的投入,這項應用是有經濟效益的。
▉主流車廠的目光
首先,MIT的研究表明,二次利用電池(second-life battery,以下簡稱二次電池)的商業化仍有些挑戰需要克服:技術面來看,從EV卸下的鋰離子電池若要重複使用,需進行大量測試和升級,以確保電池在新環境中的性能穩定;還需搭配經濟誘因,即穩定的電池供應、電池需求與資本,初生的二次電池市場才能取得成功。隨著EV市場規模擴大,主流車廠的電池研發部門也慢慢找到門路,例如:
1⃣通用汽車(GM)替新一代鋰離子動力電池組「Ultium」建立了循環供應鏈,將電池第二生命周期的應用納入Ultium電池組的設計裡。
2⃣日產汽車(Nissan)是2015年第一批在電網級儲能設備(連接電網的太陽能發電廠)中試用二次EV電池的車廠之一。過去電動車廠進行固定式儲能業務最知名的公司是Tesla,但其儲能設備使用的都是新電池,而非二次電池。
3⃣BMW也在2015年與太平洋瓦斯電力公司(PG&E)合作,進行18個月的供需測試,簡單來說,PG&E透過互連網向BMW送出將電網降載的信號,BMW會選擇若干EV停止充電,等降載結束,車輛再繼續充電。BMW也提供二次電池給PG&E做電網級太陽能的儲能利用。
4⃣德國的戴姆勒(Daimler AG)在2015年宣布,計劃在德國呂嫩市(Lunen)與一家回收公司共同建造13Mwh的二次電池存儲能裝置。戴姆勒的子公司Mercedes-Benz Energy去年則與中國最大EV製造商的北京電動汽車合作,興建了一個以退役EV電池建構的儲能系統。
5⃣美國電動卡車新創商Rivian與加州電動巴士製造商Proterra沒有直接涉足儲能,但從初始設計就讓EV電池易於報廢,使二次利用變得容易,也就是一種從源頭著手的循環經濟模式。
▉兩份報告的經濟效益研究
EV製造商並不是唯一關注二次電池的公司,越來越多的項目開發商(project developer)也開始利用二次電池的儲能功能來降低電網級儲能設備的成本。相較於早期用於家庭住宅等小型離網儲能設施,二次電池似乎已邁向一塊新大陸,準備用在連結電網的儲能系統上。
MIT研究員Ian Mathews 在《Applied Energy》期刊上發表的研究以及其他五位MIT同事得出的結論是:以電網級的太陽能備用儲能裝置,作為鋰離子電池第二生命週期的應用是有利潤的,由於角色並不吃重(備用),使用壽命可達十年或更長。
MIT的研究結果,是基於對一個「假想中」的2.5MW電網級太陽能電廠進行的嚴格模擬,假設該電場位於加州,考量下面三種情形:1. 只蓋電場、2.蓋電場 + 新電池做為儲能設備、3.蓋電場 + 以80%容量二次電池做為儲能設備。研究結果發現,若以新電池做為儲能設備(選項2)無法產生利潤,#可是若二次電池低於原始電池價格的60%,搭配良好的管理系統,二次電池與2.5MW太陽能項目的結合,就會是一項有利可圖的投資。
另一個來自麥肯錫公司的獨立研究則發現,到2020年代中期,#二次電池可比新電池減少30%到70%的成本;且到2030年,二次電池的年度供應量可望超過一億度,可滿足該年度全球儲能預測需求的一半。但麥肯錫和MIT的研究均指出,需解決若干技術面的挑戰,才能成功釋放二次電池的供應量,例如將不同型號EV的電池,統合到同一個儲存系統中,目前還有一些障礙要克服。
▉新創公司蓄勢待發
為了推動該領域的發展,總部位於加州的幾間新創公司RePurpose Energy、Smartville Energy和ReJoule分別從加州能源委員會電力投資計劃(EPIC)獲得200萬至300萬美元的補助,它們的使命是使EV電池能重複利用於低成本、永續的太陽能儲能系統中。
★RePurpose:快速體檢與安全性
這間誕生於加州大學戴維斯分校、由Jae Wan Park教授領導的新創,把重點放在準確、迅速地拆卸大部分由Nissan出產的EV電池,然後使用新的控制原件重新組裝。
根據RePurpose的計算,只要更換鋰電池組(battery)中退化最嚴重的電池芯(cell),二次電池可在電動車以外重複使用長達12年,但首先必須在系統中找到損壞的cell。RePurpose開發出可在約一分鐘內跑完檢測電池退化程度的方法,傳統的測試過程需要一整天。
另外,#安全性是影響投資二次電池產業的最大障礙之一。RePurpose開發了一種「非破壞性滅火系統」,可以偵測到即將發生故障的電池組,然後防止該電池過熱,過程不會損壞任何電子組件。減輕投資者的風險總是可以增加投資意願。
★Smartville:翻新不同型號電池的挑戰
Smartville不像RePurpose和產業的其他玩家一樣選擇加快電池測試過程,其專門設計的電源轉換器為保持電池系統的健康,反而放慢測試速度。由於電池的「健康檢查」需要在幾週內多次對電池進行充電放電,因此還可從測試過程獲得銷售電力服務的額外收入。此外,公司的控制原件與電力設計可以將來自不同車輛、不同品牌、不同型號的所有EV電池,連同電力耦合(power-coupling)格式全部整合到同一種模組設計中,再透過調節過程提高各別電池的均一化程度,因此解決EV電池組型號眾多的困境,這項技術對產業能否規模化而言非常重要。。
★ReJoule:從源頭下手
ReJoule採用一種技術,讓電池的第二生命在它仍於電動車中就已佈線。透過在新電池上安裝ReJoule的技術,可以優化電池系統的生命週期,使之壽命更長。一旦電池管理系統被植入電動車中,就可以即時(real-time)衡量電池的健康狀況,使電池從第一生命週期(EV)過渡到第二生命週期(儲能)的程序精簡許多,因為不需要額外的測試,也不需要將電池從EV中取出,再運送到特定的測試中心,測試完成後再將電池運輸到第二次使用的環境,過渡程序可以更順暢,達成產業的流線化。
因為電池所需礦物原料的開採、精煉,以及電池的模組化與製程,都需大量耗能,若能通過二次使用的電池緩解新電池的市場需求,就可以減排大量溫室氣體以及舒緩稀有礦產的需求。
▉資料來源
MIT報告(摘要):https://reurl.cc/1xV3q8
麥肯錫公司報告(摘要):https://reurl.cc/lVWgA9
新聞報導:https://reurl.cc/7X87mD、https://reurl.cc/pdNrAZ
圖片改自
Capgemini
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hi all,
請問大家如何計算產品的battery life time.
條件:
CR2032 3V、220mAh
device,其操作時間15S,其平均1.5mA
shutdown 4uA.
每天,操作48次。
其它不計等(battery 在1.5mA下可使用率)
我目前,計算出來平均為16uA。是否合理及每次使用所消耗多少?
一天使用比例。
48x (15/60) / 1440 = 0.0083.
平均電流 = 1500x 0.0083+ 4x0.9913=16uA
220000/16/24=572天。
我的理解是,
因是15秒,單位平均值。實際peak 有到10ma以上.而這應需實測出在連續使用下不使它電壓在某 壓降及時間,才是它的使用率。
因此,其它不計(battery 在1.5mA下可使用率)
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 119.14.207.108
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Electronics/M.1499871858.A.8AF.html
※ 編輯: stevenlin08 (119.14.207.108), 07/13/2017 21:32:38
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