撰文/ 趙試

前兩天，有網(wǎng)友跟我說現(xiàn)在的電車，電池技術(shù)不靠譜。因為他有親戚開的電動車出現(xiàn)了一個“奇怪”的現(xiàn)象：原本顯示剩余電量為40%，放在地庫停一晚上，發(fā)現(xiàn)剩余電量“跳”到20%多。

這種現(xiàn)象被稱為“跳電”，尤其是搭載磷酸鐵鋰電池的電車，特別容易出現(xiàn)“跳電”。本期就來聊聊這個雖然枯燥，但極為重要的話題。

磷酸鐵鋰為什么容易“跳電”？

筆者從磷酸鐵鋰電池的充電特性說起。

磷酸鐵鋰電池的電量-開路電壓曲線（SOC-OCV）有它獨特的“平臺區(qū)”，即在24%-98%電量范圍內(nèi)，電壓變化極小。

有必要解釋下什么叫SOC與OCV？SOC（Stage ofCharg）為電池的荷電狀態(tài)，相當(dāng)于油車的油表，告訴你剩多少電能跑多遠(yuǎn)。不僅如此，SOC還幫助電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，以下簡稱為BMS）決定如何充電、放電。懂手機的人都知道，電池過充、過放都會影響電池的壽命。

OCV（Open Circuit Voltage）則是指開路電壓，即電池處于靜置狀態(tài)下的兩端電壓，這時電池內(nèi)部沒有流動電壓，所以，OCV反映了電池重要的特征物理量。

從上面給出的數(shù)值跨度可以看出，磷酸鐵鋰電池的“平臺區(qū)”很廣，從而導(dǎo)致同一電壓可能對應(yīng)多個電量值。比如，某型號電池在SOC荷電狀態(tài)為30%和60%時，其開路電壓都為3.3V。

由此帶來一個問題：SOC顯示充了10%的電，但電壓變化可能只有微乎其微的幾毫伏。

磷酸鐵鋰電池這種固有的特性，使得BMS系統(tǒng)很難僅憑電壓精確估算SOC電量。

SOC估算相當(dāng)復(fù)雜，不像直接測量油箱液位的油表那么精準(zhǔn)，電壓、電流以及溫度都會直接影響B(tài)MS系統(tǒng)的估算結(jié)果。我曾經(jīng)問過這方面的專家，他很肯定地告訴我，SOC算法在本質(zhì)上就是看哪家車企通過統(tǒng)計電量的方法來估算，盡可能讓誤差更小、“猜”得更準(zhǔn)。

也就是說，再好的算法都不可能完全消除磷酸鐵鋰電池充電時因電壓的“惰性”表現(xiàn)而帶來的誤差。誤差就像滾雪球，當(dāng)BMS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)誤差太大時，就會“強行校正”，這時候電量就開始玩“蹦極”。

所以說，“跳電”并非屬于電池故障，而是磷酸鐵鋰電池的“平臺區(qū)”特性引出的難題。

“電量跳躍”為什么有高有低？

你可能又會問，既然“平臺區(qū)”電壓變化小是磷酸鐵鋰電池的共性，那為什么不同品牌的電車會出現(xiàn)不同程度的“跳電”？有的車勻速掉電，有的車掉電像“下陡坡”一樣。難道廠家不會對電池進行校準(zhǔn)嗎？

其實，在車輛出廠前，廠家都會對電池作嚴(yán)格的校準(zhǔn)，確保電池初始狀態(tài)下電量顯示準(zhǔn)確。但基于磷酸鐵鋰電池的特性，不同廠家有不同的BMS管理策略和顯示邏輯，主要分為兩派：

多數(shù)車企主張漸進式修正，比如當(dāng)BMS系統(tǒng)雖然發(fā)現(xiàn)荷電狀態(tài)SOC從50%跳到45%，但儀表盤顯示卻是1%、1%地掉，讓用戶感覺電量變化很線性。這種“平滑”顯示電量變化的策略無疑讓用戶在充滿電后的中前期體驗更好，但隱藏了其真實性，日積月累有可能導(dǎo)致后期續(xù)航出現(xiàn)較大的偏差。不是有句話叫“失之毫厘，謬以千里”嗎？

少數(shù)車企主張不藏著掖著，比如大眾，在ID.3（參數(shù)丨圖片）上就直接把估算的SOC值真實地顯示出來，這種策略有可能讓車主覺得電量在跳華爾茲，體驗不好，但從長期來看，這種策略讓SOC更精準(zhǔn)，對后期續(xù)航更友好。個人認(rèn)為，大眾的策略更加謹(jǐn)慎，“德味”很濃。

解決“跳電”的終極秘笈

如果你留意過磷酸鐵鋰電池車型的電池使用說明就會發(fā)現(xiàn)，廠家都有提及定期將電池充滿電。比如特斯拉推薦Model 3等磷酸鐵鋰電池車型每周充電至100%，同時也告知用戶，如果長時間不充滿電，BMS系統(tǒng)將無法有效校準(zhǔn)，誤差累積可能放大“跳電”幅度。

▲特斯拉官方給出的磷酸鐵鋰電池充電建議

不止特斯拉，比亞迪、小鵬、小米汽車等廠家都給出了磷酸鐵鋰電車通過定期滿充修正電量偏差的建議，而且最好是用慢充，充滿電之后，連樁靜置10分鐘再拔槍，也別急著用車，讓車輛再靜置1-2個小時，給BMS留足讀取、分析數(shù)據(jù)和深度“復(fù)盤”的時間。

為什么廠家都不約而同地給出定期將電池電量充到100%的建議，因為這一方法對解決“跳電”有奇效，原因有三：

首先，充滿電相當(dāng)于為SOC估算提供了一個絕對靠譜的參考值，修復(fù)平臺區(qū)累計的誤差。打個比方，SOC估算就像航海，而充滿電就是為其指明方向的“燈塔”。

其次，充滿電可以讓電池進入高SOC區(qū)域（>98%），這里開路電壓變化顯著，讓BMS系統(tǒng)能更準(zhǔn)確地校準(zhǔn)SOC，從而減少后續(xù)“跳電”。

第三，充滿電的過程會產(chǎn)生豐富的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)，BMS系統(tǒng)借此更新電池模型參數(shù)，如內(nèi)阻、容量、電池循環(huán)壽命等，這就好比給電池做了一次“體檢”，確保BMS系統(tǒng)算法跟得上電池的變化。

由此進一步說明，“跳電”并非電池故障，只要定期充滿電，這個問題就迎刃而解。

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