汽車知識：儀表上剩余電量為什么有測量誤差
來源 中車友 瀏覽 2821 發(fā)表時間：2022-05-06 09:26:34
很多純電動汽車或插電式混合動力消費者都會關(guān)注續(xù)航問題，也經(jīng)常會有一個疑問，為什么儀表上顯示的剩余電量顯示不準(zhǔn)確，真實情況大多是實際續(xù)航里程與車輛系統(tǒng)估算的電池荷電狀態(tài)SoC（State Of Charge 也稱剩余電量）有一定出入。接下來我們就來聊一聊動力蓄電池為什么有測量誤差。
一般在儀表盤上都會顯示車輛的剩余續(xù)航里程，以方便車主及時的關(guān)注車輛的續(xù)航情況。燃油車的車主可以根據(jù)油箱剩余油量來估算實際的續(xù)航，而電動車的車主在使用過程中就會發(fā)現(xiàn)，剩余電量往往只能作為一個參考，并不能精確地表示汽車的續(xù)航里程。
一.動力蓄電池材料不同
當(dāng)下市場有兩種動力蓄電池，體現(xiàn)為三元鋰和磷酸鐵鋰兩種材料形式。三元鋰電池是指正極材料以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽/鋁酸鋰三種材料、負(fù)極材料以石墨、電解質(zhì)以六氟磷酸鋰為主的鋰鹽電池。通常表現(xiàn)為鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰，化學(xué)表達(dá)式：LiNixCoyMnzO2，其中x+y+z=1。磷酸鐵鋰電池人如其名，是以磷酸鐵鋰LiFePO4作為正極材料的鋰鹽電池，負(fù)極材料和電解質(zhì)同樣以石墨和六氟磷酸鋰為主。不同的正極材料導(dǎo)致二者的物理特性不同，其中最顯著直觀并且直接影響我們?nèi)粘Ｓ密嚨木褪欠烹娗€。
（三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池放電曲線對比示意圖
上側(cè)曲線為三元鋰 下側(cè)曲線為磷酸鐵鋰）
單體電芯對比放電曲線，三元鋰電池能量密度優(yōu)勢明顯，三元鋰電池電壓平臺很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰離子電池的比能量、比功率更大；磷酸鐵鋰電池放電曲線更加平緩，這也是汽車領(lǐng)域普遍認(rèn)為磷酸鐵鋰電池安全性更高的原因之一。就像我們上文所述，即使都為三元鋰電池，正極材料也不盡相同，正極材料的多樣化會導(dǎo)致電池荷電狀態(tài)Soc計算有誤差。
二.電池荷電狀態(tài)（SoC）計算方法
對于電池荷電狀態(tài)SoC多用采用安時積分法進(jìn)行計算：
誤差主要來自三方面，1.電流采樣造成誤差（采樣精度、采樣間隔）；2.電池容量變化造成誤差（溫度變化，電池老化）；3.SoC（初始SoC估算困難，最終SoC計算過程取舍誤差）。
安時積分法只單純從外部記錄進(jìn)出電池的電量，但忽略了電池內(nèi)部狀態(tài)的變化。同時電流測量不準(zhǔn)，造成SoC計算誤差會不斷累積，需要定期不斷校準(zhǔn)。
三.影響續(xù)航里程（電池荷電狀態(tài)）的因素
我們之前的文章向大家介紹過，在低溫條件下單體電芯中的部分電解液進(jìn)入不活躍狀態(tài)，溫度越低電解液的活躍狀態(tài)越差，這就是冬季續(xù)航里程“藏”起來的原因。同樣，駕駛環(huán)境、駕駛習(xí)慣、胎壓、汽車風(fēng)阻系數(shù)等等因素都會影響續(xù)航里程，這與燃油汽車百公里耗油量有類似之處。
多個單體電芯組成了模組，若干個模組又組成了動力蓄電池整體，在這成百上千個電芯中，如果有一塊電芯充放電情況成為短板，電池管理系統(tǒng)BMS必然要考慮到其充放電情況進(jìn)行調(diào)整。在動力蓄電池整個生命周期中，任何人都無法保證動力蓄電池中的每一塊電芯都不會成為木桶的短板。
同時充電方式也會影響電池荷電狀態(tài)SoC的計算，快充最大的優(yōu)點就是充電時間大為縮短，劣勢在于短時間內(nèi)對電池的沖擊較大，對電池要求較大。慢充雖然充電時間幾倍于快充，但有利于形成贗電容，有利于保護(hù)電極微觀結(jié)構(gòu)。根據(jù)多位消費者的反饋情況，同樣的車輛在同樣的條件下快充和慢充的SoC存在差異，慢充充滿后顯示的SoC狀態(tài)多高于快充充滿的SoC。
小結(jié)
對動力蓄電池快充或者慢充都有可能對電池荷電狀態(tài)SoC產(chǎn)生影響，同時消費者的駕駛習(xí)慣、當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件、行駛道路的路況都有可能影響純電續(xù)航里程。我們在此建議廣大廠家在宣傳、銷售純電動汽車及插電式混合動力汽車等車型時，要向消費者說明清楚動力蓄電池受哪些因素影響，提醒消費者加以注意；消費者在使用純電動車輛及插電式混合動力汽車時盡量根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件及路況判斷續(xù)航里程，不能對官方宣傳里程盲聽盲信。
