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续航断崖式下跌,25万的特斯拉竟成“电动爹”?

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Model 3降到25万,但新车主却不开心了。

编者按:本文来自微信公众号“车东西”(ID:chedongxi),作者:Juice,编辑:晓寒,36氪经授权发布。

今年10月,特斯拉通过换装磷酸铁电池的做法,让Model 3的起售价从27.1万降至24.9万,迎来新一波销量高潮。

但“捡到便宜”的新车主们,最近却不开心了。

日前不少北方的磷酸铁Model 3车主在网络上吐槽,称自己的车出现了电量下降、充电速度变慢、甚至是莫名其妙大幅掉电的情况。

上述现象最后都会造成一个结果——续航缩水,最夸张的是一个车主甚至声称续航缩水达到了50%。同样的,比亚迪汉、五菱宏光MINI EV等磷酸铁车型的车主,也在吐槽这一问题。

有人甚至戏称冬天一到,电动汽车就真的成了“电动爹”。

但也需要注意到的是,尽管磷酸铁锂电池在冬季饱受诟病,但是在工信部最新一批新车目录中,小鹏G3仍换装了磷酸铁锂电池,此前还有荣威、北汽的电动汽车也推出了磷酸铁锂版本。

磷酸铁锂电池成为了车企又爱又恨的存在。

那么低温到底会对磷酸铁车型产生哪些影响?背后的原因是什么?为什么车企明知道磷酸铁存在低温表现不佳的情况,却仍要坚持换装磷酸铁电池呢?车东西通过与多位电池行业专家进行交流后,找到了答案。

01 磷酸铁Model 3续航缩水一半,车主吐槽不断

每年冬季都是电动车车主集体担心的时候,随着气温的不断降低,动力电池的性能会受到很大的影响,而今年这种讨论尤为热烈,让这一场讨论升温的则是特斯拉。

在今年10月1日,特斯拉正式发布了磷酸铁锂版本的Model 3。这一版本车型在上市后迅速拉起了特斯拉的销量,乘联会数据显示,11月份,特斯拉Model 3的销量已经超过了21604辆,将一款25万左右的电动车单月卖到超过两万辆,也只有特斯拉能够做到。

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▲乘联会公布的国内新能源车11月份销量情况

磷酸铁锂版本带来的成本优势非常明显,但相应的也存在一定的风险。众所周知,磷酸铁锂电池在冬季的表现一向并不算好,而这一点也成了车主诟病的地方。

近段时间北京气温已经跌破零度,而北方大部分地区的气温也都在5度以下了,部分购买了特斯拉磷酸铁锂版本Model 3的车主开始在网上集体吐槽车辆的电池问题了。

在汽车之家论坛上,车东西看到一位车主放出的图片显示其Model 3充满电之后表显续航里程为352公里,另一次充电完成后,表显续航为379公里。

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▲显示充电完成后续航有所缩水

目前特斯拉官方标注的磷酸铁锂版Model 3的NEDC续航里程为468公里,但车上表显的里程则是EPA续航,充满电车辆的续航大概是418公里左右。

也就是说,这位车主的车辆续航容量直接缩水了10%~15%,在下面的帖子中,车东西也发现了有用户表示其Model 3充满电之后的续航里程为372公里,跟上面车主的情况相似。

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▲显示充电完成后续航缩水至372公里

但在下面的评论中,车东西看到一位用户评论称“今天充满(电)306(公里)”,按照这位用户的说法,他的车辆续航缩水达到了27%。

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▲网友评论截图

从这些用户的表述来看,磷酸铁锂版Model 3在低温下确实存在容量缩水的情况,而缩水的范围则并不相等,在不同的气温下有不同的表现。再加上车主的驾驶习惯不同,也影响到了车辆的真实续航情况,有车主在网上表示车辆的真实续航缩水甚至达到了50%左右。

在一位车主的帖子上,车东西还看到了另外一个现象,就是车辆在静置了一段时间后,表显续航会出现断崖式下滑。据这位车主介绍,他的车辆连续两晚分别掉了30公里和40公里的续航。

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▲网友吐槽车辆出现续航出现断崖式下滑

车东西同事也表示,他所在的Model 3车主群里也有磷酸铁锂版本车主吐槽了类似的情况。这位车主早上驾车到达公司的时候表显续航还有160公里,等再次去开车的时候就只剩下100公里。

从这两位车主的反馈来看,磷酸铁锂版Model 3的续航也确实存在“断崖式下跌”的情况。

这一情况其实本质上也是电量缩减的表现,只不过用户在刚充满的电的时候,车辆还没有监测到电量缩水了,所以显示的数字没有变化。在行驶一段时间后,车辆读取到了正确的电量信息,就突然将数字降了下来,从而造成了上述“断崖式”掉电的情况。

除了容量下滑之外,车东西还发现了一个比较明显的问题,就是磷酸铁锂版本的车型在冬季充电的时间会比较慢。

车东西一位同事的Model 3采用的是三元锂电池,他表示,车辆在特斯拉超充桩充电的时候,在初始阶段充电功率可以达到80kW以上,随着充电的增加,充电功率会逐步下降。

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▲三元锂电池版Model 3充电至最后阶段功率仍为24kW

但在论坛上,车东西看到一位车主上传的图片显示,在充电的初始阶段充电功率就只有64kW。而另一位车主上传的图片上的数据则更为夸张,图片显示,车辆的充电还在初始阶段,但是显示的充电功率仅有25kW,这跟普通的三元锂电池的充电功率相比落差非常大。

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▲磷酸铁锂电池版Model 3充电之初功率仅有25kW

不过这种情况仅仅出现在北方地区,有位上海的磷酸铁锂Model 3车主表示,每次充满电的续航里程都是425~419公里,只开座椅加热,不开暖气的情况下续航基本上没有偏差。

车东西同事也有一台Model 3,为三元锂电池版本,在夏天充电至90%的时候,仪表显示EPA续航是333公里,冬天充至90%,仪表则显示为327—331公里之间,可见在0度左右的天气下,电池衰减的程度很低。

事实上,在寒冷天气下,磷酸铁锂电池的续航会出现缩水情况一直都存在。即使是磷酸铁锂电池中的集大成者比亚迪刀片电池也遭遇了同样的命运。

一位比亚迪用户在论坛上表示,他的比亚迪汉在北京地区的续航已经打了6折,有网友评论称,6折是靠谱的,但现在北京的气温还没有到最冷的时候,言外之意是等到气温进一步下降的时候,续航里程还会继续缩水。

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▲北京比亚迪汉车主留言截图

比亚迪汽车高管在回复网友的时候表示“正常冬季400公里以上”,这一数据跟官方公布的605公里相比存在一定的差距,也算是官方承认了续航缩水的问题。

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▲比亚迪汽车高管微博回应续航问题

今年创造了销量奇迹的宏光MINI EV也受到了同样问题的困扰,有车主反馈称,本来续航里程应该是170公里的高配车型,现在续航里程不到100公里,甚至还有车主表示续航甚至还没达到85公里,续航缩水也达到了50%以上。

从上面这些例子不难看出,磷酸铁锂电池在冬季续航缩水的问题仍然还存在,而且随着气温的逐步降低,缩水的情况还在逐步变得严重,这对于今年刚刚复兴的磷酸铁锂电池来说并不是一个好消息。

02 磷酸铁锂存短板,低温性能衰减很难避免

那么,究竟是什么原因导致磷酸铁锂电池在低温下性能大打折扣呢?

车东西与多位动力电池行业从业者进行了交流后,找到了答案。

首先我们来认识一下磷酸铁锂电池的构成和工作原理。磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂,负极为石墨,其充放电的过程就是锂离子嵌入和脱出电极的反复过程。充电的时候锂离子从正极材料中脱出,进入到电解液中,然后穿过聚合物隔膜移动到电池的负极,嵌入到石墨晶格中。

放电时,锂离子从石墨晶格中脱出进入到电解液中,穿过聚合物隔膜移动到电池正极,嵌入到磷酸铁晶格中。

理清楚了磷酸铁锂电池的工作原理,我们在看一下磷酸铁锂电池在低温下的表现为什么不好?

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▲磷酸铁锂电池

在上述过程中,电池的正极材料比较关键,决定了动力电池的性能表现,但磷酸铁锂电池正极材料却存在一定的特性。

北京高压科学研究中心研究员高翔向车东西介绍称,与三元锂电池(正极材料为三元锂)相比,磷酸铁电池的正极材料导电性比较弱,在低温下这一弱点就会变得更加突出。

蜂巢能源的技术支持总监林育民也表示:“磷酸铁锂正极材料橄榄石晶体结构存在固定的缺陷,在低温情况下,容量与工作电压表现较差。”

高翔还向车东西介绍了另外一个可能存在的因素,即液态电解质在低温的时候,流动性比较差,锂离子在电解质中的扩散速率比较慢。而液态电解质在冬季低温下很容易降低流动性,所以目前液态电解质体系下的动力电池都会受到低温的影响。

而出现断崖性掉电的原因则主要跟车辆对电池的监测有关,这也是磷酸铁锂电池领域存在的一个难题。林育民告诉车东西,磷酸铁锂电池的放电电压很平,监控电量比较难,在实际使用过程中电流又忽高忽低,也监控不准。

由于车辆系统监测存在一定的时研,这就导致了车辆表显里程会出现大幅下滑的情况。

新能源和汽车电子领域知名专家朱玉龙在自己撰写的分析文章中表示,特斯拉Model 3一开始的策略是针对三元锂电池的,在更换了磷酸铁锂电池之后,会有一定的误差。里程断崖式下跌的问题也可能跟哨兵模式等策略相关,由于SOC的估计误差和静态功耗的双重作用导致电量下滑明显。

针对磷酸铁锂电池充电慢的问题,林育民也做了解答,他表示磷酸铁锂电池的价格比较低,可能没有做加热功能,低温时充电策略会调低电流,且负极材料在低温充电容易析锂,所以要降电流保护电池,这就导致了磷酸铁锂电池的充电会相应变慢。

了解了这一特性之后,我们还需要搞明白磷酸铁锂电池的性能在什么温度下才会开始变差?

高翔表示,一般车企和电池企业对外公布电池性能的时候,都是以室温20~25摄氏度为基准的,也就是说,只要低于这个温度,电池的性能都会产生下滑。

在0到20摄氏度之间,磷酸铁锂电池性能的下滑是呈线性的;当气温跌破零度之后,磷酸铁锂电池的性能表现就会出现断崖式的下滑,可能续航里程会减少50%以上;当气温在零下10度以下时,磷酸铁锂电池就可能彻底不工作了。

林育民也表示:“正常情况下,气温在10摄氏度以下的时候,磷酸铁锂电池的表现就会有所折扣。”

而目前北京的气温已经跌破了0摄氏度,全国多个地方的气温也已经步入到了10摄氏度以下,如果搭载了磷酸铁锂电池的车型在室外冻了一晚上之后,电池性能难免会有所降低。

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▲北京气温已经跌破零度

高翔表示:“目前冬季低温下液态电解质体系下的动力电池表现都会打折扣。”林育民也认为在现有的生产技术的基础上,很难有办法克服磷酸铁锂电池的固定短板。

林育民还认为采用纳米级的铁锂材料效果会稍微好一点,但是这样也会带来新的问题。最直观的就是纳米级的材料会直接提升电池的成本,这样一来磷酸铁锂电池的成本优势就丧失了,而且比较尴尬的地方在于,即使提升成本采用了纳米级铁锂材料,其在冬季的表现也还是比三元锂电池差。

总的来看,磷酸铁锂电池仍然还存在着冬季性能差的问题,而且目前这一问题还没有妥善的解决方法,在未来一段时间内可能还会继续存在。

03 小鹏G3推磷酸铁锂版,热度仍然不减

虽然磷酸铁锂电池在冬季存在很大的问题,但是今年车企更换磷酸铁锂电池的热潮却没有停止。

就在最近,工信部公示的第339批《道路机动车辆生产企业及产品公告》中还出现了一款磷酸铁锂车型——磷酸铁锂版本的小鹏G3。而今年以来,比亚迪、特斯拉、荣威、北汽等车企也都推出了装有磷酸铁锂电池的车型。

明知磷酸铁锂电池存冬季容量缩水的情况,但是却仍然选用了这款电池,这些车企又是怎么想的呢?

车东西认为原因可能有以下三个:

首先是为了降低成本。小鹏G3所采用的磷酸铁锂电池是由宁德时代提供的,与特斯拉Model 3相同。能够同时吸引到特斯拉和小鹏也和宁德时代对于成本的控制分不开,有媒体表示,宁德时代的磷酸铁锂模组每度电的成本价已经降到了500元以内,电池组每度电的成本将会在600元以下。

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▲国产特斯拉Model 3

国际投资分析机构瑞银的数据显示,目前国内三元锂电池的价格每度约1000元左右,在采用了磷酸铁锂电池之后,车企的单车成本可以降低2万元以上,整车售价也能进一步降低,从而带来更大的竞争力。特斯拉Model 3就是一个最好的例子,从27.9万降价到了24.9万元,降幅刚好在2万元以上。

比亚迪在发布刀片电池的时候也表示电芯每度电的成本价也已降至500元左右,电池组每度电的价格预计会在600元左右。

正因为如此,车企才“明知山有虎,偏向虎山行”,主动选择了磷酸铁锂电池。

其次是磷酸铁锂电池虽然在低温条件下会受到很大的影响,但是在南方地区受到的影响却并不算太大。

从南方磷酸铁锂版Model 3用户的评论里也可以看出,南方地区气温没有北方那么高,所以其车辆的续航基本上没有受到太多的影响。

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▲上海磷酸铁锂特斯拉车主留言截图

林育民也向车东西表示,在南方或者东南亚地区,磷酸铁锂电池先天性的低温缺点不会直接出现。

所以对于南方用户而言,磷酸铁锂电池和三元锂电池在具体表现上并没有什么区别,但在售价上磷酸铁锂电池则更为便宜,这对于很多南方用户来说也是一个不错的选择。

而这一市场的存在,也给了车企更换磷酸铁锂电池的信心。

此外,虽然在电池材料方面还没办法改善磷酸铁锂电池的低温性能,但一些车企正在通过其他方法来提升磷酸铁锂电池的冬季性能,而主要方式就是给电池保温。

有车企直接在电池的电芯外包装包裹了保温材料,并进一步完善了电池的热管理系统,能够进一步降低电池加热的功率损耗。

也有一些车企采用了油电混合加热的方式为车辆进行加热,利用燃油产生的热量维持电池的温度,为车辆增加续航。

总的来看,磷酸铁锂电池虽然存在一定的问题,但经过多年的市场教育很多车主也有了一定的心理承受能力,再加上,磷酸铁锂电池确实可以带来更低的价格,车企也开始逐步重视磷酸铁锂电池。

04 结语:动力电池领域还有很长的路要走

低温天气对于所有类型的汽车来说都不友好,而电动汽车受到低温的影响更为明显,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池在冬季的表现都会打折扣。

目前北方气温已经普遍在零度左右了,一部分磷酸铁锂电动车车主纷纷在网上吐槽自己的车续航缩水严重,甚至缩水一半以上。而三元锂电池的表现则没有那么严重。

这也让磷酸铁锂电池再次陷入舆论中,尽管如此,也还有车企坚持选用了磷酸铁锂电池。与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池安全性更好,同时成本更低,为了降低成本,不少车企都选用了这款电池,但是冬季表现不佳、能量密度不高也是这种电池的天然短板之一。

而采用三元锂电池也会有成本高、安全性低的问题存在。

对于车企来说,无论选择三元锂电池还是磷酸铁锂电池都要面临一定的风险,这也说明了目前动力电池技术还远未到成熟的阶段,仍然还有很长的路要走。

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