目前業(yè)內(nèi)對(duì)電池的重要關(guān)注點(diǎn)是，要降低電池的成本，提高電池的容量，同時(shí)又希望電池的壽命不要降低太多，能夠滿足消費(fèi)者日常的使用。

聽(tīng)上去十分有理想。

張華在此就提醒到，假如你看到電池某一方面的性能特別強(qiáng)，你一定要反思一下，它付出的代價(jià)到底是什么。

在動(dòng)力鋰電池的性能上，我們目前最看重的是能量密度和壽命，其次就是充放電的速度和對(duì)溫度的響應(yīng)。

能量密度提高，通常的代價(jià)是電池的循環(huán)壽命會(huì)變差，充放電速度也會(huì)變差。

張華拿特斯拉舉例。比如說(shuō)，和比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池比起來(lái)，特斯拉的電池的確能量密度更高，但是它的循環(huán)壽命和磷酸鐵鋰卻有兩倍左右的差距。

特斯拉18650和寶馬i3電池的循環(huán)壽命比較

等等。

特斯拉不是續(xù)航里程高，電池能量密度高，可以慢充也可以快充，同時(shí)衰減得也很慢嗎。

特斯拉的這張續(xù)航里程衰減圖被廣為傳播。

來(lái)源:特斯拉論壇

你看圖中的這條曲線，在行駛20萬(wàn)公里之后，特斯拉的續(xù)航里程還能保持在初始續(xù)航里程的90%到95%之間。

這是來(lái)自286位ModelS車(chē)主的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

在圖中，車(chē)主用他們可計(jì)量的單位「續(xù)航里程」來(lái)評(píng)估電池的衰減情況。

這個(gè)沒(méi)有問(wèn)題。

只是，續(xù)航里程代表的是在一次充放電過(guò)程中車(chē)輛所能行駛的距離。而循環(huán)壽命代表的是在一個(gè)電池有效的生命周期里，可以充放電多少次。

我們來(lái)做一個(gè)粗略的數(shù)學(xué)題。

同樣跑20萬(wàn)公里，特斯拉充放電一次跑500公里，跑完全程要充放電400次。其他電動(dòng)汽車(chē)充放電一次跑200公里，跑完全程要充放電1000次。

簡(jiǎn)單說(shuō)，就是電池生命周期總續(xù)航=單次續(xù)航里程??循環(huán)壽命。

也就是說(shuō)，盡管特斯拉電池的循環(huán)壽命并沒(méi)有那么優(yōu)秀，但是它一次充放電可以跑的續(xù)航里程高，則在電池生命周期里，特斯拉能跑的總續(xù)航里程是可以比對(duì)手更高的。

所以，我們看到的結(jié)果是，特斯拉的電池不易于衰減這件事被車(chē)主們廣為稱(chēng)道。

但是，這并不代表特斯拉電池的循環(huán)壽命更高。

鋰離子電池的放電過(guò)程

鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

從學(xué)術(shù)上來(lái)說(shuō)，鋰離子重要做兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)叫嵌入，一個(gè)叫脫出。

鋰離子是嵌在電池結(jié)構(gòu)中的，在每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，鋰離子都要從原來(lái)的結(jié)構(gòu)中脫身，跑到另外一邊。張華打了個(gè)比方，這有點(diǎn)像你從一個(gè)房間搬運(yùn)一堆東西到另一個(gè)房間。

不管是放電還是充電，鋰離子都是從電池的一極跑到另外一極。

對(duì)電池壽命的認(rèn)識(shí)，要建立在對(duì)電池結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上。

在充放電過(guò)程中，每一次參與運(yùn)動(dòng)的鋰離子越少，對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞越小。每一次參與運(yùn)動(dòng)的鋰離子跑得越慢，對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞也越小。假如鋰離子跑得差不多了，還要持續(xù)從里面抽取鋰離子，對(duì)電池就會(huì)有損傷。

結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定，被破壞得越多，循環(huán)壽命自然就會(huì)變差。所以，我們通常強(qiáng)調(diào)，鋰離子電池的充放電要淺充淺放，不要挑戰(zhàn)電池的「極限」。

其次，我們來(lái)關(guān)心材料。

不同的電極材料有不同的電池結(jié)構(gòu)。

我們通過(guò)改變電極的材料比例來(lái)提高電池的能量密度的時(shí)候，電池的循環(huán)壽命也在發(fā)生變化。比如，特斯拉的NCA電池就比比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池循環(huán)壽命更差。

而特斯拉在21700電池上應(yīng)用硅碳負(fù)極，硅加得越多，電池結(jié)構(gòu)越容易被破壞，循環(huán)壽命就越容易受到影響。

電極材料對(duì)壽命的影響，也建立在電池結(jié)構(gòu)上。

最后，溫度也是相同。

零度以下的低溫也會(huì)對(duì)電池的結(jié)構(gòu)帶來(lái)負(fù)面影響，甚至是永久損傷。

因此，充放電過(guò)程（深度/速度）、電池材料以及溫度這三個(gè)因素，都可以通過(guò)對(duì)電池結(jié)構(gòu)的影響，影響電池的循環(huán)壽命。

說(shuō)到這里，我們順便可以理解一下電池管理系統(tǒng)的用途。

電池管理系統(tǒng)的核心目的就是為了保障電池在性能和壽命上的穩(wěn)定。所以，電池管理系統(tǒng)重要做兩件事，一個(gè)管理內(nèi)部環(huán)境與外界的交互，也就是管理電池的充放電過(guò)程。一個(gè)管理外部環(huán)境與電池的交互，也就是溫度（熱）管理。

有人說(shuō)，車(chē)輛上表顯數(shù)據(jù)顯示電池消耗為0了，但是車(chē)還能再跑一會(huì)兒，這也是防止電池放電深度過(guò)高的一種管理。

大電池在充放電過(guò)程中可以更任性一點(diǎn)

那電池究竟充放電多少比較合適呢？

我們來(lái)認(rèn)識(shí)三個(gè)詞。一個(gè)是SoC（StateofCapacity），表示電池的當(dāng)前容量。一個(gè)是DoD（DepthofDischarge），表示電池放電的深度。還有一個(gè)是C（Current），表示電池充放電的倍率。

深度和速度，是充放電過(guò)程中的重要影響因素。

SoC和DoD

首先來(lái)看深度。

電池放電的深度是跟整個(gè)電池的容量有關(guān)的。

比如說(shuō)特斯拉的電池是90度電，其他電動(dòng)汽車(chē)45度電。同樣開(kāi)百公里5秒，特斯拉用了0.1%的電池容量，其他電動(dòng)汽車(chē)用了0.2%的電池容量，對(duì)電池的傷害程度是不同的。

放電深度對(duì)循環(huán)壽命的影響，來(lái)源:StephenGrinwis；

也就是說(shuō)，深度考察的不是絕對(duì)數(shù)值，而是容量比例。大電池在這里占了一定的優(yōu)勢(shì)。

而在速度上，充放電的倍率越高，所要的時(shí)間就越短，循環(huán)壽命也會(huì)越短。

在同一輛車(chē)上，迅速地啟動(dòng)，和緩慢地啟動(dòng)，對(duì)電池的消耗是不相同的，損傷也是不相同的?？焖偌铀?，相當(dāng)于電池快速地放電。

那我們期待的快速充電對(duì)電池是不是有損耗呢？

肯定有，但我們更關(guān)心的問(wèn)題是，這個(gè)損耗有多大。

假如一般充電樁慢充的循環(huán)壽命是700次，相匹配的快充的循環(huán)壽命是500次，對(duì)正常用車(chē)影響不會(huì)特別大。假如慢充的循環(huán)壽命是700次，快充的循環(huán)壽命是100次，那強(qiáng)推快充就沒(méi)有太大意義了。這也是為何不建議用充Macbook的電源去充iPhone的原因。

而談到不同的車(chē)型，由于特斯拉電池大，在同樣的加速度下，電流更小，相當(dāng)于是一次慢放過(guò)程。從慢放的角度來(lái)說(shuō)，電池衰減得更慢。

假如在這個(gè)基礎(chǔ)上，把電池的充放電速度提升25%。那么特斯拉的25%增速是0.1%的25%，其他電動(dòng)汽車(chē)的25%增速是0.2%的25%，結(jié)果是不同的。

在駕駛過(guò)程中，同樣一次充放電過(guò)程，特斯拉消耗的電池容量比例低，進(jìn)而降低了循環(huán)壽命的負(fù)面影響。

所以說(shuō)，特斯拉用大電池，彌補(bǔ)了循環(huán)壽命的缺點(diǎn)。盡管特斯拉電池可用的次數(shù)少，但是它跑得遠(yuǎn)啊。

這也是為何，盡管特斯拉循環(huán)壽命不高，但是用戶在感知上認(rèn)為特斯拉的電池是足夠使用的。

這就是在和張華交流的過(guò)程中，讓我感受最深的一點(diǎn)。

看上去特斯拉所采用的NCA電池有很多短板，然而特斯拉通過(guò)電芯數(shù)量的堆積克服了電池性能上的短板。

我們以為做的是加法，但這卻不是你以為的那種簡(jiǎn)單的加法。

當(dāng)然，張華并不推崇盲目提高電池續(xù)航，犧牲電池其他性能的做法。畢竟，電池續(xù)航數(shù)字是最容易被評(píng)估的，而對(duì)電池的其他性能則要車(chē)主們付出大量時(shí)間才能體驗(yàn)到。