辩证看LFP材料在插电混动车的使用寿命。

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 12:33:05


    LFP材料一直以循环寿命长而著称,比亚迪更是声称自己的材料可以达到一万次循环寿命。那么这个一万次循环寿命到底是怎么来的呢,刚好在汽车之家有一个帖子,提到了这个事情

     

     下面就分析一下,首先要肯定LFP材料因为锂离子嵌入、脱出过程中晶格不会发生改变,因此这种材料的循环寿命确实是商业化材料中最强的,这也是我们国家之所以前段时间大力推广LFP材料的原因之一(原因之二就是LFP高温稳定性好,耐过冲好,因此对生产技术要求低一些)
      但是仔细分析这个图表,就可以发现这里面实际上还是有很多门道的:

        1、这个循环一万次后容量在70%左右,而不是动力电池国标的循环寿命标准80%以上。
        2、这个循环寿命测试是在二十几度下测试的,而不是实际使用温度,实际使用高温和低温都会影响电池寿命。
        3、100个电池串联以后的循环寿命大大降低,在实际生产中电池组的配组不可能个个都达到实验室水准,甚至说应该更差。就实验的水平100个串联是800次到90%,对比单体电池到90%的循环寿命,可以看出配组后的循环寿命只有单个电池的一半左右。
        4、3c循环寿命降低一半左右,对于纯电车大倍率放电的机会不大,不过对于插电车电池容量小,如果选用大功率电机,加速阶段放电电流倍率很有可能超过3c?该LFP电池 5c、8c、10c时候的寿命如何呢?要知道,大倍率放电是LFP的缺点之一,大倍率放电时候LFP电池输出降低、容量减少、寿命较少都比其他种类的正极材料要严重。
        5、60摄氏度下循环寿命降低到四分之一左右,要知道电池包里面不同位置电池的温度肯定不一样,到时候有些地方温度高,电池劣化快,有些地方散热好,容量保持好,结果是劣化快的电池循环深度大,加快劣化速度......这样恶性循环下去,让电池一致性变得越来越差。
  
        6、此外这个图表没有低温时候的参数,0摄氏度的容量多少?寿命多少?到了-10,-20摄氏度呢?低温性能正是LFP材料的另一个缺点。这个图表里面也没有体现出来。

         当然,以上都是纸上谈兵,具体,就要看今后几年的实际使用情况了。

      
   

    LFP材料一直以循环寿命长而著称,比亚迪更是声称自己的材料可以达到一万次循环寿命。那么这个一万次循环寿命到底是怎么来的呢,刚好在汽车之家有一个帖子,提到了这个事情

     

     下面就分析一下,首先要肯定LFP材料因为锂离子嵌入、脱出过程中晶格不会发生改变,因此这种材料的循环寿命确实是商业化材料中最强的,这也是我们国家之所以前段时间大力推广LFP材料的原因之一(原因之二就是LFP高温稳定性好,耐过冲好,因此对生产技术要求低一些)
      但是仔细分析这个图表,就可以发现这里面实际上还是有很多门道的:

        1、这个循环一万次后容量在70%左右,而不是动力电池国标的循环寿命标准80%以上。
        2、这个循环寿命测试是在二十几度下测试的,而不是实际使用温度,实际使用高温和低温都会影响电池寿命。
        3、100个电池串联以后的循环寿命大大降低,在实际生产中电池组的配组不可能个个都达到实验室水准,甚至说应该更差。就实验的水平100个串联是800次到90%,对比单体电池到90%的循环寿命,可以看出配组后的循环寿命只有单个电池的一半左右。
        4、3c循环寿命降低一半左右,对于纯电车大倍率放电的机会不大,不过对于插电车电池容量小,如果选用大功率电机,加速阶段放电电流倍率很有可能超过3c?该LFP电池 5c、8c、10c时候的寿命如何呢?要知道,大倍率放电是LFP的缺点之一,大倍率放电时候LFP电池输出降低、容量减少、寿命较少都比其他种类的正极材料要严重。
        5、60摄氏度下循环寿命降低到四分之一左右,要知道电池包里面不同位置电池的温度肯定不一样,到时候有些地方温度高,电池劣化快,有些地方散热好,容量保持好,结果是劣化快的电池循环深度大,加快劣化速度......这样恶性循环下去,让电池一致性变得越来越差。
  
        6、此外这个图表没有低温时候的参数,0摄氏度的容量多少?寿命多少?到了-10,-20摄氏度呢?低温性能正是LFP材料的另一个缺点。这个图表里面也没有体现出来。

         当然,以上都是纸上谈兵,具体,就要看今后几年的实际使用情况了。

      
   
4、3c循环寿命降低一半左右,对于纯电车大倍率放电的机会不大,不过对于插电车电池容量小,如果选用大功率电机,加速阶段放电电流倍率很有可能超过3c?该LFP电池 5c、8c、10c时候的寿命如何呢?要知道,大倍率放电是LFP的缺点之一,大倍率放电时候LFP电池输出降低、容量减少、寿命较少都比其他种类的正极材料要严重。

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4这个是不是可以结合超级电容,  在起步和超车等大倍率放电时使用超级电容,能量回收时也回收入电容, 让电池一直工作最佳工况……
LZ矢志不渝,佩服佩服
碧落黄泉 发表于 2013-12-7 09:33
4、3c循环寿命降低一半左右,对于纯电车大倍率放电的机会不大,不过对于插电车电池容量小,如果选用大功率 ...
大倍率放电,是不是就是跑0-400?
3、5其实也不是问题。特斯拉用每个电池单元配独立管理的方案就可以解决。
貌似充放电曲线太平了不利于监测控制

水果派派88 发表于 2013-12-7 12:28
3、5其实也不是问题。特斯拉用每个电池单元配独立管理的方案就可以解决。


其实目前看来e6的电池寿命比较正常,f3dm的差些。每个电池模块都能监控到,但是大倍率放电不同电池升温不同除非强制冷却,否则难以解决,用超级电容是一个好主意,丰田的混动赛车就是用电容来缓冲。

tesla首先放电倍率还没有秦大(自己算下电机功率比电池容量)其次有制冷
水果派派88 发表于 2013-12-7 12:28
3、5其实也不是问题。特斯拉用每个电池单元配独立管理的方案就可以解决。


其实目前看来e6的电池寿命比较正常,f3dm的差些。每个电池模块都能监控到,但是大倍率放电不同电池升温不同除非强制冷却,否则难以解决,用超级电容是一个好主意,丰田的混动赛车就是用电容来缓冲。

tesla首先放电倍率还没有秦大(自己算下电机功率比电池容量)其次有制冷
   当然,这个问题其实可以通过小心使用来避免。

   我旁观f3dm车主的用车,基本都是尽量用电,实际上这很伤电池。

   通用的volt电池只用中间65%,爬坡时候甚至在电还有45%的时候就启动了发动机。就是为了保护电池。

   如果秦或者其他插电混动的车主,平时使用用定时器控制只充电到90%或者更低,然后在电池还有25%甚至更高的时候就启动混动模式,相信电池的使用寿命会大大延长。

   不过这些本来就应该是电池管理系统作的事情,byd为了延长自己的纯电里程这个参数有意不这么设定


   1、这个循环一万次后容量在70%左右,而不是动力电池国标的循环寿命标准80%以上。
你知道动力电池GB/T 22199-2008的循环寿命是多少次吗?
是350次。而QC/T 742-2006和GB/T 18332.1-2009也只是400次

人家循环1万次后还有70%,然后LZ拿着这个70%同动力电池国标的循环寿命标准80%做比较,而且根本无视了循环次数
不用说让动力电池循环1万次了,让动力电池循环个4,5000次的容量来比较吧。

   1、这个循环一万次后容量在70%左右,而不是动力电池国标的循环寿命标准80%以上。
你知道动力电池GB/T 22199-2008的循环寿命是多少次吗?
是350次。而QC/T 742-2006和GB/T 18332.1-2009也只是400次

人家循环1万次后还有70%,然后LZ拿着这个70%同动力电池国标的循环寿命标准80%做比较,而且根本无视了循环次数
不用说让动力电池循环1万次了,让动力电池循环个4,5000次的容量来比较吧。
1、这个循环一万次后容量在70%左右,而不是动力电池国标的循环寿命标准80%以上。
你知道动力电池GB/T ...
锂电池和铅电池比?有意思吗?
大倍率放电,是不是就是跑0-400?
不一定。

比如时速100匀速平地,1.5吨的车,需要25千瓦左右(八九不离十)。对于秦就已经是2c了。如果上坡,很容易3c以上。
这个就看比亚迪的电池管理系统能力了
秦的纯电放电,估计常态2c,峰值要到20c以上了,混动模式一样是大电流放电~~ 这个对电池是个考验;温度应该不用担心,貌似有恒温系统模糊控制的

常用混动模式,对电池衰减不敏感
如果常用纯电,这种放电c数,能2000循环剩80%就不错了,家用5-10年问题不大

这个衰减也只有铁锂能做到,这恰恰是比亚迪擅长的

日系要做类似秦的混动,同样容量的电池,三元做不到这个寿命的;除非加大2-3倍容量,但这样成本就高了

gameboy999 发表于 2013-12-8 03:14
这个就看比亚迪的电池管理系统能力了
秦的纯电放电,估计常态2c,峰值要到20c以上了,混动模式一样是大电 ...


    lfp的寿命长是在1c的前提条件下,在更高倍率下,其寿命未必能比三元强。

    而且三元的容量远高于lfp,如果把三元按照lfp的容量来循环,其寿命未必就比lfp短。

   lfp的倍率性能差是材料本身的限制,lfp的锂离子扩散速度低。

   目前没有证据表明byd的lfp采用了昂贵的石墨烯材料来改善正极倍率特性。
     lfp的锂离子扩散速度低在低温下特别严重,在低温储存后的锂离子电池哪怕温度升高其容量也不可逆的损失了。
   
     tesla 的说明书上明确指出在-30摄氏度下停留24小时后的车子电池有可能没法保证使用。

     byd呢?有没有做过这种实验呢?当然,大部分买家是不可能在-30度这样的低温下使用车辆,不过我很怀疑LFP材料的低温性能会更差,也许是-20?甚至-10?
     这只有等待北方的车主作实验了。

gameboy999 发表于 2013-12-8 03:14
这个就看比亚迪的电池管理系统能力了
秦的纯电放电,估计常态2c,峰值要到20c以上了,混动模式一样是大电 ...


    lfp的寿命长是在1c的前提条件下,在更高倍率下,其寿命未必能比三元强。

    而且三元的容量远高于lfp,如果把三元按照lfp的容量来循环,其寿命未必就比lfp短。

   lfp的倍率性能差是材料本身的限制,lfp的锂离子扩散速度低。

   目前没有证据表明byd的lfp采用了昂贵的石墨烯材料来改善正极倍率特性。
     lfp的锂离子扩散速度低在低温下特别严重,在低温储存后的锂离子电池哪怕温度升高其容量也不可逆的损失了。
   
     tesla 的说明书上明确指出在-30摄氏度下停留24小时后的车子电池有可能没法保证使用。

     byd呢?有没有做过这种实验呢?当然,大部分买家是不可能在-30度这样的低温下使用车辆,不过我很怀疑LFP材料的低温性能会更差,也许是-20?甚至-10?
     这只有等待北方的车主作实验了。
lz 想说什么 让我们老百姓都买特斯拉?
这个就看比亚迪的电池管理系统能力了
秦的纯电放电,估计常态2c,峰值要到20c以上了,混动模式一样是大电 ...
和电池管理系统没太大关系。给定车重和风阻,总功率需求是一样的。管理系统只是能分布得更好些。

国外电动车,基本都是24度电。高速平地放电速度差不多1c。

两个例外。一个是Smart。17.8度电。不过车体超级轻,高速1c不会超太多。买这个车的人一般只在市里开,也很少上高速。

还有一个是Volt,16度。不过Volt的汽油发动机高速时是运行的。一方面说是解决电动机高转速时效率降低的问题,另一方面也有效降低了电池放电速度。

还有一点。同样重量的车,同样刹车状态下,如果想回收同样的能量,容量13度的充电速度比容量24度的高近一倍。

至于电池温度,恒温控制系统根本没用。因为需要控制的不是行驶期间的温度(风冷都够了)而是晚上白天停车时。气温40度,停一天,开车那半小时恒温对寿命有多大帮助?所以尼桑根本就省了恒温系统,只用风冷,然后大力研究适应高温的电池配方。前几个月说是有突破,新配方高温下寿命不受影响。但是不知道什么时候投入生产。
lfp的寿命长是在1c的前提条件下,在更高倍率下,其寿命未必能比三元强。

    而且三元的容量远 ...
可惜K9已经卖到北欧去喽,那里的冬天,呵呵
逍遥叹 发表于 2013-12-8 10:58
可惜K9已经卖到北欧去喽,那里的冬天,呵呵

不是报道里面说了,加了保温装置。一直插电保温呗
outman 发表于 2013-12-8 08:27
lfp的寿命长是在1c的前提条件下,在更高倍率下,其寿命未必能比三元强。

    而且三元的容量远 ...
同样价格下,三元容量最多做到比铁锂多50%的电

秦同级别的车,同样价格的三元和铁锂,肯定是铁锂要比三元寿命长很多

所以目前日系车,如果要做秦同级别同类型的车,要么价格比秦高很多,要么电池寿命比秦低很多~

比亚迪电池低温下如何控制,个人认为如果能低电位存放,对寿命影响没那么大。高电位的话,如果在充电,则加温,如果未充电,则放电到低电位保存。

高c放电对电池的影响,这个还得看电池素质



gameboy999 发表于 2013-12-8 11:54
同样价格下,三元容量最多做到比铁锂多50%的电

秦同级别的车,同样价格的三元和铁锂,肯定是铁锂要比 ...
  不过现在LFP价格低,不完全是因为国内成本低,更大的原因是报废率低,根据电池论坛有人说几年前常州的a123电池厂,设备、管理已经非常好了,报废率依然很高。

  LFP反应过程复杂,一致性很难做好,放宽一致性要求,电池组的配伍结果就不好。又由于能量质量密度和体积密度都低,对于小型乘用车来说,是个很头痛的地方。
   我个人认为,就目前国内的技术水平,其实还是试点为好,不到推广的时候。
   
   更不用说
  

  
不是报道里面说了,加了保温装置。一直插电保温呗
你白天上班停车地方有插电?嘿嘿
同样价格下,三元容量最多做到比铁锂多50%的电

秦同级别的车,同样价格的三元和铁锂,肯定是铁锂要比 ...
哪里那么大信心?Volt带16度电,美国3.2万刀起。尼桑Leaf带24度电,2.8万起。都是补贴前。这些和秦的21万人民币比,并不贵哦。
johnqh 发表于 2013-12-8 23:29
你白天上班停车地方有插电?嘿嘿
  地下停车场倒是不会太冷......
  其实我觉得lfp最致命的问题还是电池管理上面。其他问题都可以牺牲空间、重量来解决。
  volt带16度电,但是只用65%,为什么呢,当电池接近充满或者放光的时候,充电接受能力和放电能力都会下降,这个时候允许的充放电电流就减少了,如果再大电流充放电,就会发生一些有害的反应。
   LFP的问题恰恰是充放电曲线太平坦,中间的一段平台占据了容量的绝大多数。
   
  下面是某一家LFP材料厂提供的正极材料的性能,可以看出,平台区占据了容量的90%以上

   

   然后再看看低倍率放电曲线,可以看到LFP倍率放电电压下降比较明显。

   

   再看看不同温度下放电曲线

   

   因此锂离子电池soc估计在lfp上会特别复杂,受温度、放电倍率影响大,而低倍率放电电压平台区又长。
   
   可以说LFP的电池管理系统会比其他锂离子电池更加困难。

   最后说一下,这已经是纳米改性然后掺杂石墨烯的LFP正极材料了,其倍率性能和低温性能已经是比较好的。

   顺便说下循环寿命:

   


   

   这家正极材料厂家的水平嘛,我不清楚,不过光看这些数据那是相当不错的。
地下停车场倒是不会太冷......
  其实我觉得lfp最致命的问题还是电池管理上面。其他问题都可以牺牲空 ...
谁上班停地下?省的几个汽油钱都花在停车费上了。

不是说管理系统不复杂,而是说管理系统和整体寿命无关。需要24kwh的时候,你怎么管理,也还是24。

至于lfp高温下的寿命,尼桑受了不少苦了。所以才有发展适高温电池。A123也一样。这个没有什么好忌言的,是必须的趋势。就看BYD研发到哪一步。

E6新车航程360,一年半后勉强300(E6车主贴子)。不要以为360是100%航程。肯定也有预留。假设预留8%(和Leaf一样),就是一年半(2、300循环)储电量降低超过25%。这个怎么看都是气候高温原因(否则BYD也太衰了)。
这个车主的用车有问题,喜欢把电用光光,还有一次彻底抛在路上的经历。
costrave 发表于 2013-12-10 09:20
这个车主的用车有问题,喜欢把电用光光,还有一次彻底抛在路上的经历。
注意厂家电池寿命数据的条件是0到100到0的循环。

而用户的所谓的0%和100%,实际上厂家有预留。BYD预留多少不知道。尼桑是8%。就是还剩8%的时候就停机了,充电只充到92%。从8%充到92%再用到8%,对寿命影响不大。
johnqh 发表于 2013-12-10 10:04
注意厂家电池寿命数据的条件是0到100到0的循环。

而用户的所谓的0%和100%,实际上厂家有预留。BYD预留 ...
F3DM貌似是20%吧
f3dm开始20%,后来25%,再后来改小容量
上市不到一年,开始暴露电池问题了:
  平和哥声名在外,换得干脆,还有一些车主都在无奈等待中:

   http://club.bydauto.com.cn/read-htm-tid-836018.html

   http://club.bydauto.com.cn/read-htm-tid-835720-fpage-2.html

   等着时态的进一步发展吧。

   顺便说一下,荣威550 plugin现在也上市了,这个车子电池虽然也是lfp的,不过是采用a123(现在b456?)的电池,电池组有液冷系统,我个人认为对电池的寿命有一定的帮助,目前还不知道荣威的充电电压和放电截止电压设置到多少,等着看吧。

  
outman 发表于 2013-12-8 08:27
lfp的寿命长是在1c的前提条件下,在更高倍率下,其寿命未必能比三元强。

    而且三元的容量远 ...

比亚迪宣传是-40℃到60℃,北欧还在用磷酸铁锂呢。你说比亚迪又没有做过实验呢?
楼主果然是孜孜不倦啊,佩服。
逍遥叹 发表于 2013-12-8 10:58
可惜K9已经卖到北欧去喽,那里的冬天,呵呵
BYD的K9也就是在荷兰丹麦和比利时有几辆吧,都是温带海洋气候,荷兰丹麦和比利时冬季最低气温只在0摄氏度左右,别说东北了,广西云南冬天都比那几个地方冷
爆辣巧克力 发表于 2014-7-9 10:57
BYD的K9也就是在荷兰丹麦和比利时有几辆吧,都是温带海洋气候,荷兰丹麦和比利时冬季最低气温只在0摄氏度 ...
据说芬兰也有,因此还特意加了电池加热系统。

等过几年看使用反映啦,反正外国鬼子是亏不了的,签了合同比亚迪就得保证那些车子能开到年限。
wszaa 发表于 2013-12-8 09:38
lz 想说什么 让我们老百姓都买特斯拉?
特斯拉更坑爹,它用了7000个小电池串并联。楼主提到的大部分论点仍然适用特斯拉的电池。
特斯拉更坑爹,它用了7000个小电池串并联。楼主提到的大部分论点仍然适用特斯拉的电池。
tesla用的松下电池一致性是顶级的,电池有完善的温控系统,电池管理系统能根据温度和soc控制输出输入电流限值。
秦的使用手册好像说了-20度以下不能用还是不能充电来着。
outman 发表于 2014-7-10 22:54
tesla用的松下电池一致性是顶级的,电池有完善的温控系统,电池管理系统能根据温度和soc控制输出输入电流 ...
出厂的时候是没问题的,但几年下来,使用中受到温度,时间,震动,大电流放电,充电的考验,这7000个电池还每节能达到顶级的一致性?每节的容量还是100%?
outman 发表于 2014-7-10 20:43
据说芬兰也有,因此还特意加了电池加热系统。

等过几年看使用反映啦,反正外国鬼子是亏不了的,签了合 ...
芬兰的只是2012年初签了一个试运营的合作协议,BYD自掏腰包送去让人家测试,成的话会买,不行的话就没以后了,但到现在为止一直没听说送过去的新闻,以BYD一贯高调的风格,这种事不可能不说,估计是跟加拿大和北美一样黄了
第一条看后就懒得认真回了,国标连循环次数都不提,比亚迪再实验个10万次,容量更低不就更符合楼主的观点了。10000次循环,如果一天充一次,就是27年,一般家用车5-10年就差不多换了,这有多大的冗余度!为了贬低比亚迪的电池,连这么低级的逻辑漏洞都不顾,要不是职业的,这该是一种什么精神,你闲的蛋疼。
事实不以某些人的意志为转移:

http://club.bydauto.com.cn/read-htm-tid-848419.html

http://club.bydauto.com.cn/read-htm-tid-848451.html