电动汽车如何合理的使用蓄电池

电动汽车如何把锂电池的循环寿命发挥出来，使电动汽车的综合使用成本低于燃油车，这是电动汽车行业关注的课题。本文提出“电动汽车厂家应成为电池合理使用技术的主体”的概念，并陈述了理由。接受这个观点，并付诸于实际生产，才能为锂电池提供合理的工作条件。锂电池的循环寿命才有可能充分发挥出来。

1现实问题

通常使用锂电池的电动汽车，电池箱总成的价格约占整车价格的30~40%。如果采购电池组没有财政补贴的支持，用户就难以接受电池组的更换费用。

电池组是由单只电池串并联组和成组成的，电池的损坏都不是整组电池都损坏，而是其中个别但单节损坏，由于连带算损坏的放大作用，导致较多的电池损坏，最终整组电池失去工作能力。

电池最早损坏的原因主要是质量散差造成的。电池厂的产品质量，是按正态分布规律存在的。电池厂质量控制如果达到3个σ，不合格率是3‰，也就是在1000只电池中，可能有3个是不合格品。这种质量水平，目前国内电池厂基本都可达到。如果控制到4个σ，不合格率就是十万分之三，这是一个难度较大的质量要求。既就是达到这样的水平，如果1辆乘用车要求达到200Km的续行航里程，配置25KWh的电量，每个18650电池按2.2Ah计算，就要用3156只电池。就是说，生产30辆这样配置的电动汽车，就有1辆车有隐含的不合格电池。每10万只电池中有几个不合格电池，国内只有少数电池厂能达到这样的水平，即使达到这个水平，也只能保障30辆车中有一个隐患电池。这样的质量肯定是无法进入市场的。电池的原始质量再提高一个数量级，达到5个σ，不合格率就是千万分之二，不知国内那个厂家能达到这样的质量水平。可见依靠电池原始质量来提高电动汽车使用可靠性的的期望，与我们相距多么遥远。目前电池厂普遍采用经分容柜检测容量后，淘汰不合格电池的工艺来提高电池的原始质量，完全依靠前端工艺的可靠性尚做不到。

要提高电传动汽车的可靠性，汽车厂应明确建立这个观念：依靠合理的使用技术，充分发挥现有电池的循环寿命价值，就是要在在没有路的荒野上踩出一条路来。如果不建立这样的观念，电动汽车就在责怪“电池不争气”这个死胡同里出不来。

电池组发生故障的频率，可用图1来定性的表达。电池原始质量决定的故障范围，是按正态分布的，电池原始质量的差异，就是曲线的“胖瘦”不同，这个分布越“瘦”，无故障工作时间越长，反之亦然。电池的损坏中，如果是个别单节损坏，大部分是电池厂的责任，如果以电池包为单位的电气单元失效，这是汽车电池组和结构设计者的责任，允许不合理电池组合结构装车却是汽车厂的责任。

但是汽车厂不是这样认识的。

2汽车厂现在的认识

现在汽车厂对蓄电池的认识和使用的方法，大致是：

“电池现在质量不过关，电池坏了就是电池厂的责任。”

“××电池厂的质量包4年，你们电池保用几年？”

“电池的使用还有什么技术？还需要人工维护？”

“你讲的蓄电池的技术，应向电池厂说，我们电动汽车厂不配属蓄电池专业技术人员。”

这是我经常听到汽车厂的认识。有了这样的认识，电动汽车的可靠性就会在原地打转。笔者在一个省的范围内，就看到几家电动汽车公司，因为蓄电池组损坏控制不住，耗尽了流动资金，最终成为“烈士”。

电池厂为了商业利益，可以承诺电池保用几年，汽车厂当然也乐意听到这样的承诺。对电池特性和内部结构的理解，非电池专业的人往往是一头雾水，当电池厂没有实际工艺及时检测到故障电池的位置，没有专用设备更换个别失效电池，及时排除电池故障，消除电池的连带损坏，保用几年的商业承诺就只有商业技巧的含义了。由铅酸电池延伸到锂电池上的“免维护”错误概念，已经根植于许多决策者的认识中，由于用免维护的方式使用电池，每年浪费的社会资源是天文数字。

实际使用中，缩短电池实际寿命的以下几个条件是永恒存在的。

＊电池存在连带损坏，每次更换的数量都是多个单节电池。

＊BMS的原始保护限度缺乏定期校准和检修，没有达到原始设计值。

＊由于BMS的损坏，导致电池的不合理超限使用。

＊不能根据当地使用环境制定合理有效的的维护工艺。

解决上述的几个问题，显然不是电池厂能做到的，也不是汽车厂能独家做到的。但作为汽车整体技术的枢纽，也只有汽车厂才能担当主体责任。

3汽车厂应承担的责任

以上4个问题的解决方案，笔者尚未在哪一家电动汽车使用说明书和维护保养手册中看到。维护手册常常作为厂家技术保密的内容，公开的内容只有“打扫尘土，测量空载电压”，这样的作业内容，都是对电池内在质量无影响的无效作业内容。

汽车厂有资格成为主体的理由是：

3.1汽车厂有整车结构的设计权，理解电池的使用条件后，可以平衡各方面的条件，给电池安放分配合理的空间。包括蓄电池的热管理结构和电池组和结构。

3.2汽车厂有配套的4S维护系统，在这个系统中，增加蓄电池维护技术的成本是最低的。

3.3汽车厂根据BMS的实际工作状态，提出BMS的升级要求。

3.4蓄电池的使用故障，汽车厂很方便就可收集到。通过对数据的分析，就可想电池厂提出改进意见。这是最终的质量提升反馈环节。这些数据电池厂要独立收集，成本很高，难以实施。

汽车厂承担了上述工作，整车电池的寿命才能稳步提升。这需要改变燃油车时代形成的传统观念，逐步掌握蓄电池和BMS的核心技术。

4行业的技术积累

在电动汽车这个烧钱的热门行业里，现在已经站起来的厂家是少数，多数热心人和有兴趣者在耗尽资金后都陆续退出行业。取消财政补贴后，是电动汽车的冰河期，那时还能站着说话的，必定是堵住了“电池消耗过大”这个漏洞的厂家。

要堵住这个漏洞，基本条件是：

4.1采用新型的电池组和方式，大幅度压缩甚至完全消除连带损坏。现在能看到初步效果的就是网络组合方式。

4.2有与新型组合结构配套的BMS，该装置有预警作用，能早期发现故障电池的发展过程和位置。

4.3有人工维护更换落后电池的工艺和专用设备。

这三项基本条件，是这项技术平台的三条腿，缺一不可。北京电源协会的专家组已经积累了许多技术成果，可为共识者提供技术支持。