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 https://i.imgur.com/oLQxjfn.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