浅谈有关之前的纯电动车辆电池管理的一些看法

摘要

电池从30kwh到100kWh，在这个过程中能得到的里程也越来越长。这也是电池往一个电池包发展的必然动力，可以替换和升级，这是用户切实的需求。

谈一下有关之前的纯电动车辆电池管理的一些看法。从总体来看，2017年到2018年是中国第一代纯电动汽车三元电池使用的过程，对于汽车企业来说，过往存量的车子是需要持续维护的，对于电芯企业来说，这些都是已经迭代过的技术。随着应用的深入对于电池衰减和电池安全需要有一些考虑。

1）电池的绝对能量和净能量

首先讲这个概念的时候，我们在解释这个问题之前，我们首先来看一下电池能量。按照我们国家的标准《GBT 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》来说，电池企业提供的电池，在25℃下完全充电的蓄电池以1C电流放电，低于终止电压时所放出的能量这是额定的能量，单位是Wh。在车辆申报数据的时候，实际是按照这个额定1C的能量来标识的。

但是这个实际的能量并不是这么管控的，在电池管理系统里面，是按照容量Ah来管理，按照荷电状态（SOC）是指电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比，在理论上SOC状态范围百分比一般是从0%到100%。考虑到化学电池反应特性：阀值边界，静态和动态差异、倍率差异、估值精度差异等，SOC估值需要留出缓冲区间，以确保电池时时刻刻工作在安全区域。因此实际对于客户来说，真正能用的是一个范围比如，5%-95%释放90%的电量。

在这个方面，欧洲的汽车企业按照自己的做法，一般都会给出两个数据，直接把这个使用区间做了标识。从技术上来看，随着电池越做越大，处于循环次数的整体考虑，从40-50kWh有一个临界点，开始往90%以上的范围扩大。

2）初始和结束 BOL和EOL能量

电动汽车也是有老化的，和燃油车一样，其实未来最终过了XX年XX公里，电池是始终要衰减的。BOL的能量=电池额定能量*SOC窗口EOL的能量=电池额定能量*SOC窗口*电池衰减在这个做法里面，车企所能做的事情，基本上是给出了一个比较长的范围，然后备注一个电池的70%的容量保持率作为基本的质保条件。或者类似特斯拉这样不计周期，以电池的安全来兜底。

我们现实的问题是，如果类似i3最早期的版本，一共22kwh，BOL早期18.2kWh，随着电池总的能量折损到70%，也就是15.4kWh，如果再按照这个窗口开，整个可用电量为12.74kWh，这是现实而骨干的问题。这批早期的2013款的电池是被替换的，升级到了42.2kWh的版本。

根据欧洲的仿真数据，3-5年的电池衰减系数在10%左右，8-10年在20%。正常条件下，触发70%的质保条件是不太能发生的事情。

我在联合国EVE有关于电动汽车技术GTR方面，对于电池的衰减，展开了一个全方面的技术立法方面的探讨，目标是在2021年6月形成一份文档。核心的目的，是希望让车企不要给出70%的情况，而是根据实际的年数和里程来给出一个中间过程。预计到这份文件形成，大部分车企会有一个比较合适的衰减系数。

3）有关安全控制和使用平衡的策略

其实这个是最为让人担心的事情，我们知道美国的两个企业是通过设置最高电压或者最高SOC来缓解安全问题的。这个从现实来看，主要是充电控制中，对于SOC估算和校准在小电流下确实使用电压校准。而从安全统计的角度来看，高SOC状态容易引发热失控。当然这里存在两种做法：

强制在BMS里面设定最高的SOC（通用发布了一个更新，是这么做的，设置到90%）

在中控屏系统里面设定推荐的SOC范围（最高90%），每次默认跳回来，在长途续航的时候改回来

小结

个人的看法，其实是电动汽车在发展过程中，从几十Ah到200甚至是300Ah的替代，我们都看到了电池从30kwh到100kWh的发展，在这个过程中能得到的里程也越来越长。在发展过程阶段，过往2-3年的电池放到现在一比，价格又贵能量密度还低。这也是电池往一个电池包发展的必然动力，可以替换和升级，这是用户切实的需求。

编辑：jq