Re: [電車] 特斯拉電池是否是假議題?
※ 引述《anshley (想念卻不想見的人)》之銘言:
: 我是門外漢
: 有些疑問
: 所謂充放電的次數定義是什麼
: 是實驗室的數據嗎
: 包不包括把電池消耗到剩下個位數扒數甚至用光再充電的次數?
: 有3000次充電次數的電池技術怎麼都沒用在手機或其他電器上
: 為啥我手機電池用個兩三年
: 就覺得電池即使充飽了
: 可使用的電量也大不如前
: 這種情況下還能算在可充電次數內嗎
分幾部分講
[產品的工作週期、使用情境與負載條件訂定、加速試驗]
1. 產品的工作週期(Duty Cycle)
電池系統設計時會考慮壽命里程,絕對不是以使用壽命無限為目標
如果實際使用普遍超過設計的使用里程太多,那叫做過度設計(over design)
過度設計代表成本用料有下降的空間
反之實際使用未達到官方宣稱的充放電次數
ex: 最近GOGORO炎上的斷電事件 (其實近幾年一直都有)
相比以前因為過度設計導致車子開不壞
目前大量設計開發流程和軟體工具(ex:CAE)導入
車廠能更準確拿捏零件壽命,過保沒多久就失效得換
並不是完全因為電子零件變多才不耐用
2. 工作週期的負載條件訂定
高C數充放電、高溫、SOC用到過低(過度充/放電)都是影響電池壽命的因子
https://i.imgur.com/N0513QE.png
電車設定可使用度數約總電量90%左右,SOC不會從100用到0
車用電池系統充放電C-rate可達3C以上 (80kWh電池,輸出功率超過240kW)
但實際使用條件不可能這麼極端
會在制定電動車產品輪廓與使用情境時
根據整車日常使用的駕駛模式(driving pattern)
ex: 引用WLTP或由各家車廠自己擬合
計算功率需求,再轉換成電池系統本身的動態充放電模式
訂的使用情境不能對應實際使用條件,就會導致宣稱壽命跟實際壽命有落差
3. 加速試驗
壽命或耐久這類驗證(validation)時
執行完整週期的測試需花費的時間太久
所以會採用加速測試,將負載條件加嚴並縮短時間的方法
ex: 底盤結構耐久以在SPC實測2萬公里、加速比10,來等效20萬公里
振動(vibration)、溫度循環(thermal cycle)、熱衝擊(thermal shock)也是同道理
但加嚴條件縮短測試時間的方法,有可能無法準確對應實際使用狀況
進而造成加嚴測試得到的使用壽命跟實際使用產生落差
[影響電池系統壽命的因素]
電池系統是由電芯(cell)->模組(module)->電池組(pack),加上BMS組成
1. 個別電芯間的差異
受材料配方、混拌等製程影響,不同電芯間或多或少一定存在些微差異
新成立的電芯廠在樣品、試量產到跨入大規模量產時需克服的難題
撇開電芯數據規格,如何提供良率高且品質穩定的電芯才是電芯廠最重要的課題
https://i.imgur.com/av8V8f8.png
2. 極片阻抗
兩極連接的銅片阻抗因為製程上壓力等因素,也會有些微差異
https://i.imgur.com/2niupKS.jpg
3. 電芯位置分布(熱傳)
https://i.imgur.com/hgcvkpq.png
電池系統內部並非均勻溫度分布
靠近冷卻流道或外殼位置的電芯,熱量容易被帶走,因此溫度升降較為和緩
而靠近中心處溫度則反之,溫度升降變動幅度較大
在極端或嚴苛(大功率充放電)的暫態條件下,這現象會更為明顯
高C數充放電下發熱量越高,根據量測溫度,冷卻系統也會進行流量(LPM)調節
將電池系統維持在一定可控的溫度範圍,對提高電池使用壽命有幫助
基於上述列的幾點原因
做到完美的電量平衡幾乎不可能
每個電池芯的溫度負載曲線也不會一致,老化程度不一
因此失效通常是先從少數電芯導致,並不會所有電芯同時一起失效
以21700電芯估算,一部電動車大約有3000~5000個電芯
當然不可能針對每個電芯量測
因此目前的折衷方案是針對模組失效感測與更換
畢竟不可能讓消費者用更換手機相同頻率來換車
一定會把動力電池系統使用壽命設計成比手機電池還高許多
再加上遠比手機更複雜且更考慮更全面的BMS(軟體保護)
ex: 限制電流(功率)輸出、調節流量
能達到電池保護和提高循環壽命
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 60.251.209.54 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1704420631.A.92E.html
推
01/05 10:15,
4月前
, 1F
01/05 10:15, 1F
推
01/05 10:19,
4月前
, 2F
01/05 10:19, 2F
推
01/05 10:19,
4月前
, 3F
01/05 10:19, 3F
→
01/05 10:19,
4月前
, 4F
01/05 10:19, 4F
→
01/05 10:20,
4月前
, 5F
01/05 10:20, 5F
這雖然跟車板無關,但我可以回答
換電站建置的環境和使用條件,造成電池實際壽命遠低於宣稱次數
這點2~3年前(動力部門大量RD離職)時不少人都有清楚
要解決就是換電系統汰換速度更頻繁
但目前情況是睿能已經好幾輪募資,虧損卻仍持續增加(近兩年每年各虧30億)
只能說換電系統本身就是個錢坑
推
01/05 10:29,
4月前
, 6F
01/05 10:29, 6F
推
01/05 10:33,
4月前
, 7F
01/05 10:33, 7F
推
01/05 10:37,
4月前
, 8F
01/05 10:37, 8F
→
01/05 10:38,
4月前
, 9F
01/05 10:38, 9F
→
01/05 10:38,
4月前
, 10F
01/05 10:38, 10F
→
01/05 10:39,
4月前
, 11F
01/05 10:39, 11F
→
01/05 10:39,
4月前
, 12F
01/05 10:39, 12F
IEC 62660有針對電芯的儲存壽命測試
即便都不使用,因為環境並不能達到完美條件(無塵、無溫度變動)
也不能保證無任何化學反應(電池儲存的其實是化學能)
衰退老化還是會有的
只是跟實際使用充放電條件的影響比起來可能微乎其微
推
01/05 10:50,
4月前
, 13F
01/05 10:50, 13F
推
01/05 10:57,
4月前
, 14F
01/05 10:57, 14F
→
01/05 10:58,
4月前
, 15F
01/05 10:58, 15F
→
01/05 10:59,
4月前
, 16F
01/05 10:59, 16F
→
01/05 10:59,
4月前
, 17F
01/05 10:59, 17F
→
01/05 11:07,
4月前
, 18F
01/05 11:07, 18F
→
01/05 11:07,
4月前
, 19F
01/05 11:07, 19F
→
01/05 11:21,
4月前
, 20F
01/05 11:21, 20F
→
01/05 11:21,
4月前
, 21F
01/05 11:21, 21F
推
01/05 11:53,
4月前
, 22F
01/05 11:53, 22F
推
01/05 12:05,
4月前
, 23F
01/05 12:05, 23F
推
01/05 13:20,
4月前
, 24F
01/05 13:20, 24F
→
01/05 13:20,
4月前
, 25F
01/05 13:20, 25F
以殘餘電容量(capacity retention) 90%為基準
SOC 100%-25% 1000cycles
SOC 85%-25% 2000cycles
後者每次循環只用了60% 比前者用75%少
因此預期的壽命(使用里程)不會是2倍,約1.6倍
推
01/05 13:42,
4月前
, 26F
01/05 13:42, 26F
→
01/05 13:45,
4月前
, 27F
01/05 13:45, 27F
不懂不要黑白講
從80%開始使用,單次循環用到的電量更少 代表同理成下會需要更多循環數
根本原因是可使用的循環數大幅增加,故電池系統壽命較佳
※ 編輯: chandler0227 (60.251.209.54 臺灣), 01/05/2024 14:15:32
推
01/05 14:30,
4月前
, 28F
01/05 14:30, 28F
→
01/05 14:30,
4月前
, 29F
01/05 14:30, 29F
→
01/05 14:30,
4月前
, 30F
01/05 14:30, 30F
→
01/05 14:31,
4月前
, 31F
01/05 14:31, 31F
推
01/07 08:42,
3月前
, 32F
01/07 08:42, 32F
討論串 (同標題文章)