了解电动自行车中的锂电池

绿源、新日等品牌从2010年开始进入每个家庭，但那时绝大多数电动车用的都是铅酸电池。从2012年后开始出现了采用锂电池的电动自行车，常见的规格是电压36V-48V，容量8Ah-12Ah。带脚蹬子的那种电动自行车如果使用48V12Ah的锂电池，纯电续航达50公里。

　　 一、充放电倍率

驱动自行车对充电方面没有特别要求，常见的充电倍率是0.1C-0.3C之间，电池厂轻松达标，但放电倍率上稍高，至少要满足1C，这对电池厂来说压力也不大。但是目前还有一种电动摩托车，采用踏板摩托车外形，时速甚至可以超过100km/h，这种车对电池的要求一下提高到2C-3C，所以如果你是自己组装这种高性能电动车，选购电池时要计算好。

厂商配的电池往往不用操心，自己配的电池一般有3种类型：磷酸铁锂电池，三元锂电池，动力三元电池。他们最高的放电倍率分别是：2C，1.5C，10C。你也可以通过增大电池组的容量来提升1C放电对应的电流。

　　 二、充放电循环次数

磷酸铁锂电池寿命约2000次，三元锂电池约800次，动力三元锂电约800次。但是由于电动自行车中往往不是单体电池，木桶效应导致成组后第一次出现容量上的故障，时间上会提前，大约是单体寿命周期的1/4到1/2。

当然，这也和使用习惯相关。刚刚说过的一切规律在这里都适用，因为我们这里涉及到另一种正极材料：磷酸铁锂了，所以要单说一下。

磷酸铁锂的能量密度比三元锂电低40%，同样能量的电池磷酸铁锂体积大，分量沉，优势在于循环次数多，好保养。比如还是刚刚所说的条件，三元锂电满电存放3个月，电池容量衰减到初始的60%，但磷酸铁锂面对这样严酷的存放条件还可以保持90%，虽然也损失了，但远没有三元锂电那么严重。

这个原因和磷酸铁锂绝大部分能量（85%以上）都集中在3.2V电压上有关，虽然这种电池充电的截止电压有3.6V，但从3.6V到3.2V的区间内存储能量还不到总能量的1%，即便充满后，放置几分钟电压也会回落到3.2V。所以磷酸铁锂自动维持低的电压应力。不容易形成钝化膜。

一致性问题更加重要，目前电动自行车采用的单体电池大致有2类：

1、小单体电池，也就是18650电池，容量2.2Ah-2.6Ah，每组电池单体数量200个-500个。

采用小单体组成电池组，要组120V100Ah电池组

2、大单体电池，容量一般为20Ah-40Ah之间，每组电池单体数量15个-30个。

我们以72V40Ah的电池组为例，如果采用小单体电池，就需要20串19并的方式，共380颗18650电池。每20颗首尾相接为一条，19条电池组在任何时候充放电都要求电压差在0.02V以内，听上去要求很高，但实际上却不像想象中的难，因为18650电池的工艺已经非常成熟，同批次电池的一致性相当的好。

如果采用20Ah大单体电池，就需要20串2并的方式，共40颗大单体电池，只要这40颗工作起来同步就没问题了，总得来说大单体电池成组后在一致性上出现问题的几率更小。不利因素也有，如果是磷酸铁锂的大单体电池，一致性会比三元锂电差很多，所以电池组都需要再添加一个自动均衡的电路，在每次充电的末尾判断哪一颗电池需要单独多充一会儿电，来解决磷酸铁锂一致性不佳的弱点。

一致性问题在这里已经上升到很重要的地位，但还没有到极致。

电动汽车中的锂电池是最复杂的应用，因为电池面临大功率充放、大容量存放、高频率使用、长时间行驶等需求，所用的电池均是正规大厂高规格产品，电动汽车里淘汰出来的废旧电芯往往给电动自行车装上，都仍有用武之地（当然，这属于奸商行为），通常的做法是淘汰给储能电站用来储存风能、太阳能。

　　 一、充放电倍率

根据不同车，差别很大，大家熟知的比亚迪秦用了152颗单体容量为26Ah的磷酸铁锂电池，放电电压曲线积分得到总能量10.5KWh，秦的电动机最大功率是110KW，秦的电池就要求10C的放电倍率。比亚迪的另一个纯电动车e6的电池拥有目前乘用车最大的电池容量：63KWh，所以要实现较大功率并不需要电池放电倍率很高，e6电池的放电倍率是1.5C。纯电动汽车电池容量最大的公交车，比如比亚迪的13.8米长的电动大巴车K9，电池容量324KWh，由于电池容量巨大，对于180KW的功率来说电池放电倍率只需要0.5C即可。

还有一些非插电式混动汽车，电池容量仅有1.5KWh，但电动机的最高功率达到30KW，则这些汽车中用到的电池放电倍率可能有20C，这相比移动电源的应用场景0.2C来说大了100多倍。

纯电动汽车大都设置了快充和慢充两种充电方式，快充最慢2小时充满，这样充电倍率就是0.5C。还有更夸张的，比如特斯拉的老板马斯克就希望下一代特斯拉充电时间可以缩减到10分钟，这样的话充电倍率至少要6C了。

　　 二、充放电循环次数

新能源汽车的设计时，电池寿命要长于整车寿命。所以电池寿命至少保证车辆正常行驶30万公里，这一点绝大部分已经发布的纯电、混动车都没有问题。以比亚迪e6来说，纯电续航300公里，电池容量63KWh，按2000次循环寿命算，就是60万公里（实际是略少于60万公里的，想想为什么？）这远远超过一般车主对总里程的需求。

实际测试中比亚迪从2010开始在深圳运营850辆e6出租车，到现在为止已经有几十辆车的总里程超过50万公里，我7月份曾经去深圳专门探查e6纯电动出租车的情况，看他们是不是一组电池从出厂一直用到现在的，有幸遇到了一位总里程50万公里的司机，他以名誉保证，不但没换过电池，续航也没有明显下降，巧合的是汽车之家曾经测试过这位司机车的续航，市区+高速+全程空调的情况下跑到没电共260公里续航。

目前出现的新能源车，尤其是纯电动汽车，除了比亚迪领先全行业5-7年外，其他自有品牌车企发布的产品都是4年前接到中央发展新能源的通知进而研发出的，均是燃油车架子扔掉发动机和油箱，塞进电动机和电池改装而来。特点是工况下续航在150-180公里（一定会到150公里的，因为达到150公里国家和地方补助都上一个台阶哦！），而这些车实际续航夏天往往在120-150公里，冬天100-120公里。对于这些血统不纯的纯电动车来说电池循环次数是否够呢？

磷酸铁锂电池

这要分具体情况，如果是采用磷酸铁锂电池，那么120公里乘以2000次，也有24万公里续航，此外由于使用中你并不是每次都油门到底，并且每次都是从100%放电到0%再充满，所以循环次数超2000也是很正常，这也保证了这些车的电池至少可以比整车寿命长。