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岚图VOYAH王伟东
现在，由于锂离子电池越来越常见，相关的安全问题显得尤为重要。虽然，电池在小范围内基本上都是安全的，但随着越来越多的电池进入各个领域，与电池相关的安全事件只可能增加。在其他条件不变的情况下，随着电动汽车等更多基于锂离子的设备进入市场，这种趋势会一直延续下去。 为了确保更安全的未来，化学家和工程师可以采取许多途径。一种解决方案是，探索新方法，以确保电池安全，例如，更安全的充电、存储以及封装技术。除此之外，许多人开始寻找新的、更安全的电池化学物质。 无论如何，随着电池技术越来越多地融入我们的世界，安全必须是头等大事。
大倍率充电是电池快速退化的主要原因之一，也是目前学界公认的，这里有一个倍率的概念，充放电的电流除以额定容量，会得到一个数，单位是时间的倒数 例如一块100ah的电池，用100a的电流充电，一个小时就能充满，倍率就是1C，200ah是半个小时充满，倍率就是2c，学术界中研究大倍率充电时，实验室通常设置的是1 C2C 3c，对应电动汽车中就是用60分钟30分钟20分钟，充满整个电池包。 在充电过程中，电池会因为无法避免的副反应，导致电池退化，大电流的大倍率充电会加速退化过程，如果在接近充满或者亏电的时候，仍然用大电流充放电，也会导致过充和过放，过放就是放到最低截止电压以下，负极石墨材料，可能会由于锂离子的过度脱嵌，导致结构相变甚至坍塌，就坏掉了，过充会更严重，会导致更多的副反应， 例如，电解液分解产生气体，电芯就会膨胀鼓包甚至会导致热失控，Bms通常会在充放电的末期，限制电流的大小，尽量避免电池健康的异常退化 一般衰减超过80%的so h动力电池就差不多该退役了，汽车动力电池的寿命也没有想象的那么弱，快充虽然会伤害电池健康，不过也不建议过度关注，因为车用电池的寿命更长，在使用过程中的衰减，对于整个用车周期来说，是完全可以接受的，汽车是一个消费品，即便是燃油车，也没有必要追求永远和新的一样。
充方放电时，锂离子会在正负极之间来回穿梭，并不断地在正负极材料里嵌入和脱嵌，这也是电池内部最主要的电化学反应，也是我们最希望它发生的，简单来说，电池内部锂离子越多，它的容量越大。 但是随着离子不断的在正负极之间往返，因为一些不可避免的副反应，可用于离子容量就会发生损耗，这种损耗有很多形式，例如让电池里的锂离子变成了无法参加电化学反应的金属锂，就是析锂（可百度），假如新电池有100份锂离子可用，循环100次后可能就只有99份了，可以用的离子减少了，正负极材料活性物质也少了，穿梭各个界面的动力也弱了。 种种组合起来，也就是我们说的容量变低了，所以电池健康退化其实是一个无法的避免的问题，我们说的电池健康so h，一般就是这块电池眼下的容量和出厂时候额定容量的比值，出厂时额定容量的值是固定的，车上的bms就需要算出眼下的容量，一般是采用安时积分法（可百度） 例如：一个电池包容量为100ah，充电从没电到满电，电流和时间的积分是90ah，简单理解就是电池的健康soh只有90%。 电池里面的电化学反应十分复杂，例如让我们有电可用的化学反应，这是最主要的反应，但体系里还存在着各种的副反应，微观的来看，锂离子单体在正负极材料上的分布是十分不均匀的，宏光的来看，连电芯的外形是方壳还是软包，都能影响锂离子的具体分布，甚至析出的锂也并不是完全不可逆的，这还只是单体电池的情况，有几十块甚至上百块单体组成的锂离子电池组，每一个单体之间，也存在着各种不一致。 所以so h的计算是非常非常复杂的模型，涉及到很多个维度，每个厂家的算法也是不一样的，有些电动车厂家会在用户手册里，建议每个月充满静置一次，这就是为了给bms，提供算法模型校正的依据， 因为静止一段时间后的容量，相对来说比较可信。
第三种方案——解耦式的制动系统。 摩擦制动与制动踏板在机械层面上解耦。也就是说当驾驶员踩下制动踏板时，由制动控制器来决定，减速由电机执行还是刹车片执行。这样以来，正常工况下轻踩制动踏板，所有制动力仍然可以全部来源于电机的能量回收。 一般这个值会被设定为0.3g，大于此减速度的需求，再由摩擦制动提供；在充电能力不足或电机故障导致能量回收达不到预期减速度时，也会由摩擦制动主动补偿电制动的不足。 这种方案的优点，可以在不改变驾驶习惯的前提下，最大化能量回收强度，能量利用率高。且因为无论如何在0.3g以下的减速度，都可以用电机来回收，所以淡黄色部分的滑行能量回收，就可以设定得比较低。因此，对于用户来说，无论驾驶员还是乘客，都能获得最接近传统车的驾驶感受，晕车的概率也会最低。
第二种是在踩下刹车踏板时，在滑行能量回收基础上再叠加一部分，即制动能量回收。这部分能量回收的强度，随刹车踏板的开度不同而变化，目的就是模拟传统刹车力给驾驶员的反馈 将滑行回收设置为0.15g的单踏板效果，再叠加制动能量回收 这种方案即保证了能量回收效果，又使得刹车感受和传统驾驶方式，就可以做到比较接近。但因为传统刹车机构的硬件特性，踩下刹车的同时必然会带来摩擦制动，有摩擦就会有损失，能量回收的效果依然会打折扣。
因为能量回收和摩擦制动可以有很多种结合方式，就像拿铁和美式，都是咖啡，但味道不同。 能量回收主要有这三种几种策略:滑行制动回收 松开加速踏板即介入能量回收 特点是只要松开加速踏板，电机就会执行一个恒定的的负扭矩，对车辆减速。这个扭矩大小，和司机刹车踩多深，没有关系。更大的减速需求，全部由传统刹车片提供。 有些车型为了保证驾驶感受与汽油车的一致性，将滑行能量回收设定与汽油车滑行减速度基本一致，也就是0.05g。 这样做缺点也显而易见——回收能量有限。 动能有很大一部分都被摩擦掉了。如果不想浪费太多能量，那就要将这个恒定的减速度设定得比较强。如特斯拉Model 3、宝马i3等车型，减速度最大可以达到0.2g。 但这样做，就会导致汽油车驾驶感受相差很大。油门全松掉的一瞬间，加速度有一个突变。这就会给人“撞墙感”，次数频繁就会导致乘客晕车。当然 ，这种“撞墙感”是可以通过一定方法来规避的。 具体方法就是在加速踏板专门开辟一段行程，用来控制能量回收的强度。换句话说是将刹车踏板的前半段行程，转移到了加速踏板上。并且这段行程控制的减速度加一个小坡，形成了日常驾驶只需控制油门踏板的“单踏板模式”。 但是这个模式也有问题。首先，加速踏板行程中，用来调节减速的幅度不能太多。否则你减速的时候是爽了，每次加速都要踩很深，很不容易控制。
为什么电动车总是被人抱怨会晕车？甚至这个锅要“辐射”来背。真是“锅从天上来”。 晕车的主要原因，是“前庭平衡”出现了问题。前庭位于耳内，是我们身体的“感知运动的器官”，或者说“加速度传感器”。 但是前庭与眼睛分别传递给大脑的运动信息可能会出现矛盾。你的大脑接收到的信息，一半认为你在静止状态，另一半则认为你在加速或减速状态。你对于加速度的心理预期和实际感受可能因此出现矛盾，“前庭平衡”被打破，人就容易晕车。 这就导致： ——在车上看手机，比看窗外更容易晕。 看窗外可以获取部分视觉运动信息，而看手机不能 ——坐车的乘客，比开车的司机更容易晕 司机对于车辆加减速有心理预期，而乘客没有 ——频繁加减速、急刹时，乘客更容易晕 “前庭平衡”被频繁打破和放大 那为什么开新能源车容易“晕车”呢？ 相信大部分朋友是因为不适应松油门后的“撞墙感”，觉得和传统刹车差别很大，超过了心理预期。这跟新能源车与传统车的动力源特性有关，下图是发动机与电机的扭矩特性图： 发动机主要用于驱动，可提供的拖滞力是很小的，制动一定要依靠制动卡钳提供的摩擦制动；而电机可以提供更大的拖滞力范围，还可以与摩擦制动相互组合形成更多的制动形式，也就是我们熟悉的能量回收。 新能源车的减速度由两方面提供，能量回收和摩擦制动。当能量回收减速度达不到日常驾驶所需时，就不得不引入摩擦制动来补偿。 于是很多人会默认，“晕车”是“能量回收强度太大”惹的祸！但其实影响驾驶感受的，不止是能量回收强度，还有回收方式，即能量回收策略。
能量回收强度可通过减速度体现。当能量回收减速度达不到日常驾驶所需时，就不得不引入摩擦制动来补偿，能量也就以热能形式损失了。 能量回收过大，松开油门车立刻急刹，也不是用户想要的驾驶感受。 大数据统计显示，在典型道路驾驶工况中，一半以上的减速度需求小于0.05g，因此汽油车通常的滑行减速度就是这个值。 减速度0.15g，覆盖了95%的减速需求，再往上0.05g，只对应了3%的工况，却会导致乘坐人员的不适感，意义不大。 因此带来的能量回收效果也是你意想不到，
电机中，转子和车轮通过齿轮相连。车辆减速时，车依然在往前走，方向没变，电机转动的方向自然也没有改变。以新能源车常用的永磁同步电机为例，电机中有两个磁场： 转子磁场：转子中自带永磁体，形成稳定磁场，并随转子的转动而转动。 定子磁场：定子中的绕组可理解为导线，导线中通过电流，其周围的空间将产生感应磁场。导线中通入交流电，其周围空间产生旋转的感应磁场。电机工作时，这一对CP——小定（电机产生的旋转感应磁场）和小转（永磁体磁场）就像两位手牵手、齐步走的小朋友。 ——小定在前，小转在后，小定拉着小转走，就是电机驱动状态； ——小定突然闹脾气不走了，而且往后拽由于惯性而继续前行的小转，两个人越走越慢，最后停了下来，也就是电机能量回收。 可以发现小转一直在往前走，只是前面被小定“驱动”，后面被小定“制动”。而小定拖拽小转的力，乘以电机半径就是扭矩，大小也就是能量回收强度。 但这里存在一个问题——我们开车时，有时需要急刹，有时需要滑行，不同工况下的减速需求不一样，不能任由“小定”发脾气，所以能量回收的减速度是需要控制的。
在松开油门踏板，车辆滑行过程当中，电动车制动控制系统通过对相关功率器件的控制，改变电机转速、转矩大小和方向，实现车辆从驱动状态切换到制动状态，最终将部分动能转换为电能回收到动力电池里面。 在日常使用时，制动力主要由电机制动为主，在制动力不足的情况下摩擦制动力才会起作用，这样的减速过程能够在保证车辆有效制动的前提下回收更多能量。 能量回馈强度调节分很多种，一般设定为舒适，标准，较强，分成123个档，现目前各个阶段的厂商设定都有所不同，有些只有标准或较强，或者直接采用了单踏板模式，默认松开油门踏板即减速。 厂家工程师会对不同模式进行标定，策略各有不同，舒适性的调校也就体现出来了，每当我们在驾驶过程当中，有些时候需要车辆滑行的时候，如果说缺乏多种模式的设定，我们的驾驶舒适性会变得比较差。 例如：我们有时候是不需要一直踩着油门踏板的，我们需要利用空挡滑行的状态，如果策略单一能量回收介入过快，介入过强，车辆能明显感受到拖拽感，其实就是将机械动能转化为电能的过程，如设置不合理，整个驾乘体验的舒适性会变差，速度变化过快，车速稳定性差，车内容易疲劳，部分用户反应有晕车的情况，就是能量回馈设计标定不合理造成的。 如何打造与燃油车相同的滑行速度值，如何利用刹车的动能转为电能，后续分享能量回收原理以及不同的策略模式，核对看看您的车辆属于哪一类。
技术是服务于产品，而不是产品去迎合技术。 因此，技术路线的先进性是体现在具体产品的实际性能。 大功率输出的工况下扭矩低，电机功效低于发动机，简单理解高速模式下燃油经济性不如发动机直驱。没有并联模式，发动机直驱模式，混动系统智能化程度低，结构简单，在高速模式下能效低，还需考虑各系统之间的协同性，高速扭矩不足是电机的特性。发动机并联能很好的协同整车的动力输出的稳定性。 同样的国内造车企业：比亚迪，吉利，上汽，长城，奇瑞，为什么没有去做简单的增程混动车型？回看2017年早期的gs4混动车型，就是增程式混动系统吧，就连广汽都推出了矩浪混动，整个技术路线改变了，为什么新势力还这么热衷呢？ 个人观点：技术难度低，没有什么技术壁垒，制造成本低，智能的混动系统开发需要不断迭代升级研发，对生产与制造要求非常高，面临各项专利技术的约制等。 疑问1：为什么所有的增程式混动车型都是SUV+MPV车型？我非常期待A级轿车增程式的表现，抓紧上。 个人观点：做为国产新能源车企，应该更加注重的对三电系统的研发，如何提升电池材质本生。 我们作为最大的新能源汽车市场，赢在了起跑线，应该更加注重的质的提升。 回看芯片发展历程，已经吃了一次亏，如果不搞对方向，三电核心电池技术会成为下一个壁垒。 面对吹牛不上税的资本，说着自主研发，确很诚实的使用别人现成的果实，你不种地，指人家丰收分你一点？
腾势D9dmi，综合最高输出功率299kw，综合最高输出扭矩681nm，已经堪比3.5t燃油发动机的动力，在城市道路低中速电机驱动比4.0t以上的体验感还要好。 燃油车发动机需要，达到4000-5000以上才可以爆发最高的功率，扭矩提升响应速度慢，需要提升转速才能达到最高功率和扭矩。 电机驱动，任何时候都是最高的扭矩，在功率提升方面提升更快，随着功率的提升扭矩逐步下降。 下图可以参考，图3为发动机的功率和扭矩。 个人观点。 简单理解：相同功率下，相同扭矩下，电机（新能源汽车）和发动机（燃油车）。驱动：低中速电机驱动，动力响应跟快，驾驶体验更好。
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