今天来谈谈我对纯电动车辆电池管理的一些看法。大致来看，2017年到2018年是中国第一代纯电动汽车三元电池使用的期。对于汽车企业来说，过往存量的车辆是需要持续维护的，而对于电芯企业来说，这些都是已经迭代过的技术的。随着应用的深入，对于电池衰减和电池安全需要有一些考虑。

1）电池的绝对能量和净能量

我们在解释这个概念和问题之前，首先来看一下电池能量。按照我国的标准《GBT 31484-015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》来说，电池企业提供的电池，在25℃下完全充电的蓄电池以1C电流放电，低于终止电压时所放出的能量，就是额定的能量，单位是Wh。在车辆申报数据的时候，实际是按照这个额定1C的能量来标识的。

但是对于这个实际的能量并不是这么管控的，在电池管理系统里面，是按照容量Ah来管理，荷电状态（SOC）是指电池中按照规定放电条件下可以释放的容量占可用容量的百分比，在理论上SOC状态范围百分比一般是从0%到100%。考虑到化学电池反应特性：阀值边界，静态和动态差异、倍率差异、估值精度差异等，SOC估值需要留出缓冲区间，以确保电池时时刻刻工作在安全区域。因此实际对于电动车用户来说，真正能用的电量是在一个范围内，比如5%-95%释放90%的电量。

图1 电池的SOC区间

在这方面，欧洲的汽车企业按照自己的做法，一般都会给出两个数据，直接把这个使用区间做出标识。从技术上来看，随着电池越做越大，出于循环次数的整体考虑，在40-50kWh有一个临界点，开始往90%以上的范围扩大。

表1 开放的区间是越来越大了

2）初始和结束BOL与EOL

电动汽车也是存在老化问题，这点和燃油车一样——未来最终过了XX年、XX公里，电池是始终要衰减的。

BOL的能量=电池额定能量*SOC窗口

EOL的能量=电池额定能量*SOC窗口*电池衰减

在这个标定里面，车企所能做的事情，基本上是给出一个比较长的范围，然后备注一个电池的“70%的容量保持率”作为基本的质保条件。或者类似特斯拉这样不计周期，以电池的安全来兜底。我们现实的问题是，如果类似宝马i3最早期的版本，一共22kWh，BOL早期18.2kWh，随着电池总的能量折损到70%，也剩下15.4kWh，如果再按照这个窗口开，可用电量仅为12.74kWh，这是现实而骨感的问题。这批早期的2013款的电池是被替换的，现在升级到了42.2kWh的版本。

图2 早期的质保条件

根据欧洲的仿真数据，3-5年的电池衰减系数在10%左右，8-10年在20%左右。正常条件下，触发70%的质保条件是不太能发生的事情。

图3 欧洲关于容量衰减的仿真

我在联合国EVE有关于电动汽车技术GTR方面，对于电池的衰减，展开了一个全面的技术立法方面的探讨，目标是在2021年6月形成一份文档。核心的目的，是希望让车企不要给出70%这样的“骇然”情况，而是根据实际的年数和里程来给出一个中间过程。预计到这份文件形成，大部分车企会有一个比较合适的衰减系数。

图4 联合国电池GTR

3）有关安全控制和使用平衡的策略

其实这个是最为让人担心的事情，我们知道美国的两家企业是通过设置最高电压或者最高SOC来缓解安全问题的。这从现实来看，主要是充电控制中，对于SOC估算和校准在小电流下确实使用电压校准。而从安全统计的角度来看，高SOC状态容易引发热失控。当然这里存在两种做法：

· 强制在BMS里面设定最高的SOC；

· 在中控屏系统里面设定推荐的SOC范围（最高90%），每次默认调回来，在长途续航的时候改回来。

小结：

我个人的看法，其实是电动汽车在发展过程中，从几十Ah到200甚至是300Ah的迭代，我们都看到了电池从30kWh到100kWh的发展，在这个过程中能实现的续航里程也越来越长。在发展过程阶段，把过往2-3年的电池放到现在一比，价格又贵能量密度还低。当然，这也是电池往一个电池包发展的必然动力，可以替换和升级，是用户切实的需求

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。