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前些天,我們?cè)诠娞?hào)上,轉(zhuǎn)載了“42號(hào)車庫(kù)”制作的視頻。他們把一臺(tái)已經(jīng)開了57w公里的榮威e550插電混動(dòng)汽車的電池做了容量測(cè)試。但是后臺(tái)有朋友留言,說(shuō)小編吃相難看,竟然說(shuō)e550一臺(tái)插混車有40度電。小編看到之后,真覺得有點(diǎn)哭笑不得。視頻
前些天,我們?cè)诠娞?hào)上,轉(zhuǎn)載了“42號(hào)車庫(kù)”制作的視頻。他們把一臺(tái)已經(jīng)開了57w公里的榮威e550 插電混動(dòng)汽車的電池做了容量測(cè)試。
但是后臺(tái)有朋友留言,說(shuō)小編吃相難看,竟然說(shuō)e550一臺(tái)插混車有40度電。
小編看到之后,真覺得有點(diǎn)哭笑不得。視頻中,清華的工程師測(cè)試的是電芯的Ah,即電池的容量。并不是電池的能量,我們常說(shuō)的多少度電。
首先得感謝這位小伙伴,文章看的非常仔細(xì)。其次,也給我們提了個(gè)醒,雖然現(xiàn)在新能源汽車已經(jīng)滿街跑了,但大家對(duì)新能源技術(shù)還是不太了解,所以今天我們有必要給小伙伴們做一次科普,講講電池的兩種參數(shù),容量和能量。
點(diǎn)擊觀看本期文章視頻內(nèi)容:Ah和Wh傻傻分不清,到底哪個(gè)代表電池電量?
01 如何區(qū)分容量和能量?
其實(shí)容量和能量有個(gè)很簡(jiǎn)單的辦法區(qū)分,就是看單位。
容量的單位是Ah。大家可以看手機(jī)網(wǎng)站或者充電寶,都是用容量來(lái)衡量電池的大小。常見的充電寶有5000-10000mAh,華為最新款Mate40Pro的電池有4400mAh。
而在新能源車上,我們卻用能量這個(gè)指標(biāo)來(lái)描述電池,單位是kWh。
比如說(shuō)特斯拉Model 3長(zhǎng)續(xù)航版本的電池能量是75kWh,也就是我們常說(shuō)的75度電。國(guó)產(chǎn)后的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版是52度電,切換到磷酸鐵鋰后又成了55度電。但是你應(yīng)該從沒聽說(shuō)說(shuō)過(guò)Model 3的電池容量是多少Ah吧?
手機(jī)和車上都是電池,為什么沒有統(tǒng)一常用單位?那到底什么時(shí)候用容量Ah,什么時(shí)候用能量kWh呢?
02 容量和能量的關(guān)系
其實(shí)看起來(lái)混亂的兩個(gè)單位,能量與容量之間,是存在聯(lián)系的——只要知道一塊電芯的兩個(gè)參數(shù),就能計(jì)算得到第三個(gè)。這三個(gè)值又有什么含義呢?
我們先看最熟悉的——電壓。
這個(gè)我們經(jīng)常接觸,不同的電池都有不同的電壓。一節(jié)堿性電池是1.5V,鉛酸電瓶12V,磷酸鐵鋰電芯3.2V,三元電芯3.7V左右。
但小飛哥要跟大家強(qiáng)調(diào)的是,這都是額定電壓。而實(shí)際不管哪種電芯,充滿電和放光電的時(shí)候,電壓是不一樣的——滿電狀態(tài)電壓高,虧電狀態(tài)電壓低。
我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)容量。
電池充放電的過(guò)程,實(shí)際是正負(fù)極之間帶電離子移動(dòng)的過(guò)程。充滿電之后,能流動(dòng)的離子越多,那電池的放電能力就越大。
那怎么測(cè)量一塊電芯能放出多少電呢?
所以就像我們剛才說(shuō)的,每時(shí)每刻的電芯電壓都不一樣的。所以工程師在開發(fā)的時(shí)候,需要用恒定電流的方式測(cè)試電芯容量,結(jié)果才能更準(zhǔn)確。
用一定的電流,放電一定的時(shí)間,拼起來(lái)就是Ah,也就是容量的單位。
當(dāng)一款電芯開發(fā)好之后,工程師就會(huì)用容量的大小對(duì)不同的電芯進(jìn)行區(qū)分,久而久之形成了慣例。比如一塊小米的電芯20000mAh;一塊來(lái)自寧德時(shí)代的車用級(jí)電芯203Ah。
不管兩者相差多少倍,道理都是一樣的。像手機(jī)這種只用一塊電芯的3C產(chǎn)品上,習(xí)慣成自然,大家就直接用電池上印著的容量參數(shù)來(lái)稱呼電池的大小。
但是,不是所有的電池,都只用一節(jié)電芯的。我們還可以通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式增加電芯數(shù)量。
初中物理我們都學(xué)過(guò),串聯(lián)可以增加電壓,并聯(lián)可以增加容量。
通過(guò)調(diào)整串聯(lián)和并聯(lián)的數(shù)量,可以獲得最終需要的電池能量,對(duì)應(yīng)了我們剛剛說(shuō)的公式。
新能源汽車的工作電壓在300或400V,甚至有更高的800V。而一個(gè)鋰離子電芯的輸出電壓通常在4V左右。這樣我們就需要把100節(jié)左右的電芯,給串聯(lián)起來(lái),這時(shí)候容量不變,電壓升到400V。
我們拿上汽ER6的電池舉例,它的電池包由96個(gè)203Ah的電芯串聯(lián)而成,沒有額外并聯(lián)。如果我們?nèi)匀挥萌萘康慕嵌葋?lái)看,這塊電芯是203Ah。但一塊電芯,和96塊電芯組成的電池包,都被稱為203Ah,顯然不合適,所以我們需要用能量來(lái)衡量。
一塊電芯的額定電壓是3.7V左右,乘以203Ah等于730Wh,是0.73度電。而ER6電池包,雖然電芯容量也是203Ah,但額定電壓是351V,計(jì)算得到整個(gè)電池包能量為69.9kWh左右。這樣就能輕松區(qū)分了。
這里教大家一個(gè)非常實(shí)用的小技巧,如果想帶個(gè)很大的充電寶,比如2萬(wàn)mAh的,怎么知道能不能帶上飛機(jī)呢?
根據(jù)《中國(guó)民用航空危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理規(guī)定》,在我國(guó)攜帶移動(dòng)電源坐飛機(jī),額定能量不超過(guò)100Wh時(shí),可以無(wú)需批準(zhǔn)直接上飛機(jī)。
這里規(guī)定是能量,不能直接比較,但可以用我們剛才的公式。
額定電壓3.7V,乘以額定容量20000mAh,得到其能量為74Wh,小于規(guī)定的100Wh,就可以快速知道,這個(gè)充電寶能帶上飛機(jī)了。
正規(guī)的充電寶,都會(huì)用一行小字,標(biāo)上實(shí)際的能量,安檢小哥每次掏出來(lái)看一下的,也正是這個(gè)值。
我們最后總結(jié)一下。工程師開發(fā)單個(gè)電芯的時(shí)候,說(shuō)的是容量。因?yàn)樯磉?strong>3C產(chǎn)品,比如手機(jī)、充電寶用的一般都是單個(gè)電芯,大家久而久之習(xí)慣了用容量來(lái)稱呼電池。
但是電池包由很多個(gè)電芯并聯(lián),用容量表示已經(jīng)無(wú)法區(qū)分,對(duì)外表現(xiàn)出的衡量指標(biāo),是能量。
新能源汽車的電池,是典型的多電芯組成的電池包,所以我們用能量來(lái)衡量。
但歸根到底,我們最關(guān)心的是電池能對(duì)外釋放出的能量,這才是真正衡量電池“大小”的指標(biāo)。下次不要搞錯(cuò)了哦。
張龍華
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