電動研習社：電動車為何忌諱過充過放

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過去，隨著iPhone發布新品，不支持5G的iPhone 11系列也在發布會后掀起熱潮。吃瓜的人對iPhone 11系列的看法褒貶不一，但我最感興趣的是，9月19日推出的iOS 13.1新版本提供了“優化電池充電”功能，通過管理充電量和時間，可以延長電池壽命。在手機行業，iPhone打開了充電管理的大門，但在電動車上，這種情況太普遍了。事實上，你的車可能根本沒有充滿電，或者最好不要讓它充滿電。你明白嗎？

最新的iOS 13.1系統增加了“優化電池充電”功能，旨在延長運行iOS 13.1的設備的電池壽命；通過每天學習用戶的充電習慣，系統會暫時將電量充到80%以上，只有在用戶需要時才會充到100%。手機的使用條件可能比較好。在電動汽車中，動力電池的使用條件相對較差。同時，我們需要一個長壽命的動力電池。因此，電動汽車的鋰離子電池已經配備了充電管理功能。切勿過度充電或放電是正確的方法。

●什么是鋰離子電池？

2021年10月9日，諾貝爾化學獎授予了三位對鋰離子電池發展做出重要貢獻的科學家——約翰·古德托、斯坦利·惠廷翰和阿基拉·吉野。目前，鋰離子電池是二次電池市場，尤其是電動汽車動力電池市場的“香餑餑”，但一開始，鋰離子電池其實是從鋰電池演變而來的。

在電池中，我們知道電子是負電荷，應該從電池的負極流（查成交價|參配|優惠政策）向正極，這就要求電池的負極應該是一種容易失去電子的材料，而在化學元素中，“鋰”是最容易失去電子的元素；因此，鋰電池的初始正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，而負極材料是金屬鋰。

事實上，鋰電池的放電反應是電極的氧化還原反應，所以鋰電池在組裝時會被充電，形成閉合電路。但是，如果對鋰金屬電池進行充電，其內部很容易形成鋰晶體，造成電池短路，因此禁止對鋰金屬電池進行充電，因此也被稱為“一次鋰電池”。

20世紀（查成交價|參配|優惠政策）80年代，有科學家發現鋰離子具有嵌入石墨的特性，且過程可逆，于是一種以碳材料為負極、鋰化合物為正極的“鋰電池”初步誕生。因為這種電池的充放電過程中沒有鋰金屬，只有鋰離子參與反應。為了區別于上面提到的“鋰金屬電池”，這種電池被稱為鋰離子電池。與鋰金屬電池不同，鋰離子電池可以反復充放電，充放電反應更安全。如今大多數電動汽車使用的電池都是鋰離子電池。

●為什么鋰離子電池不能過充過放？

我們上面提到鋰離子電池可以反復充放電，但是為什么不能過充或過放，與其充放電原理密切相關。簡而言之，恐怕鋰離子電池的充放電過程就是鋰離子在正極和負極之間嵌入、運動和脫出的過程。電池充電時，鋰離子通過電解液從正極向負極移動，然后嵌入碳層結構；當電池放電時，鋰離子從負極碳層脫嵌并返回正極。

看到這一點，我們都知道鋰離子電池的充放電與鋰離子的運動和電極有關。過度充電和過度放電可能會對電極造成不可逆的損壞。如果過度充電，可能會導致太多的鋰離子嵌入到負極碳層中，如果過度放電，可能會導致負極碳層凹陷，使得鋰離子在充電時無法嵌入其中。隨著時間的推移，結果是電池容量降低，壽命縮短。

看到這，有沒有車主朋友擔心:怎么才能讓電池不被過度充電？你就不能盯著它充電嗎？事實上，針對“過充過放”的問題，各個新能源車企都做出了相應的充電策略設置，比如限制充電容量、預留充電時間等。這些功能的目的之一是盡可能避免電池過度充電。

●制造商如何保護電池？

目前大部分新能源汽車都可以進行限/預約設置充電，甚至有些純電動汽車在出廠時就設置了一些安全電源冗余，以避免動力電池過充過放。比如奧迪e-tron（查成交價|參配|優惠政策）的標稱動力電池容量為95kWh，但實際上其電池已經鎖死了12%的電量，可用容量為83.6kWh；這樣，制造商可以通過硬件中的安全電源冗余來避免用戶對電池過度充電和過度放電。

除了奧迪e-tron的電池保護設計，用戶還可以在汽車的充電設置界面設置最大充電量。如果短途旅行，系統會建議用戶不要給電池充電，如果長途旅行，系統會建議用戶給電池充電到100%。該設計搭載在特斯拉、蔚來等車型上。

以特斯拉為例，該品牌車型在“充電限制”界面也有“日常出行”和“長途出行”兩種設置；特斯拉系統建議用戶日常出行將電量充至50%-90%，但沃利不建議。特斯拉建議用戶在長途出行時將電量充至90%-100%。同時，為了方便用戶設置，特斯拉在手機App端和車輛端都有這個功能入口。

之前蔚來ES8（查成交價|參配|優惠政策）和ES6在手機App端提供了設置充電限制的入口。2021年10月10日起，蔚來開始將2.3.0版系統推送到ES6。在新系統中，蔚來汽車還提供了設置收費限額的入口。系統還給出了日常出行和長途出行的建議充電量，前者建議充電至90%，后者建議充電至100%。

但以比亞迪為例，傳統車企的新能源車依然沒有多少設置充電上限的功能，但傳統車企的大部分新能源車依然提供“定時充電”的功能，用戶可以根據自己的需求設置開始充電的時間。這樣，用戶可以在電網低谷時段充電，節約充電成本，減輕電網壓力；其次，這個功能可以在一定程度上限制充電，通過延遲充電時間來減少充電量。

從鋰離子電池的充放電原理來看，過充過放都有可能對電池造成不可逆的損害，而車企的實踐恰恰印證了這一點。越來越多的新能源汽車選擇為用戶提供“充電上限”的選項。在這一點上，我們也可以理解為什么有些車型的動力電池實際可用容量小于標稱容量。汽車公司首先幫助用戶避免過充過放，犧牲一些電量來換取盡可能延長電池壽命。我覺得這個“生意”是劃算的。

對于放電，大多數用戶傾向于在合適的空空閑時間給車輛充電，不會等車輛給電后再充電，不會導致過放電。然而，在低溫環境下，電池活性降低，比常溫狀態下更容易過度放電。因為時間的原因，很多車主不盯著時間拔槍，所以往往容易多收費。這時，收費限額的設置就起了作用。對于擁有快速充電樁的用戶來說，充電到80%也是很多朋友的選擇。一是盡量避免涓流充電，浪費時間，二是避免過度充電，所以我個人推薦這種充電方式。

總結:

其實車主不用擔心電池衰減，因為電動車動力電池組的性能更好，如果電池組衰減超過一定指標，廠家也會免費為車主更換電池組；到目前為止，國內很少有更換電池組的電動汽車，這至少證明了電動汽車的電池衰減并沒有我們想象的那么嚴重。當然，好的電池狀態離不開車主的正確保養。相信電動車會給你帶來很好的用車體驗。