“鎖電”背后：電池安全冗余的博弈
時間:2021-08-16 08:51來源:電動汽車觀察家 作者:王凌方
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廣汽豐田iA5“鎖電事件”已然是近期的熱點話題。
據媒體報道，目前部分廣汽豐田 iA5 車主向國家市場監管總局質量發展局發出舉報維權。
消費者認為，7月18日至23日，廠家在未經消費者允許的情況下通過后臺OTA對廣汽豐田 iA5 車型升級電池管理系統（BMS），大幅降低電池的可用容量和輸出功率，導致其購買的資產縮水，侵犯了消費者的權益，而且影響了行車安全。
消費者認為，這是廠家規避召回責任的行為。
值得一提的背景是，發生“鎖電”事件之前，7月15日，一輛iA5充電自燃。
業內所謂“鎖電”、降功率的事件時有發生，例如2019年，特斯拉汽車在全球范圍內接連發生了幾次自燃事故。事后特斯拉稱為了安全起見，通過OTA軟件升級的方式，對車齡較大的車型采取了保護性升級，主要內容包含：控制可用電量（減少可用電量）、控制充電速度（降低充電速度）、增加隱藏電量（增加表顯為0時的剩余電量）、加強駐車溫控（耗電加快）等。
針對此，消費者也發起了維權。2021年5月份，特斯拉在挪威被判降低充電速度、減少可用電量罪名成立，被要求向該案件涉及的30名車主每人支付136000克朗（約合16000美元）。
廣汽豐田“鎖電”事件，在中國也不是第一起，相關的投訴、報道也時有發生。
這類事件背后的原因是什么？能否有解決方案？
對此，《電動汽車觀察家》與電芯企業、電池系統供應商、車企中電池部門相關的專家和負責人進行了深入溝通。
在業內人士看來，廣豐iA5鎖電行為，很可能是因為事前安全冗余容量留存不足，在發生安全事故后，通過“鎖電”方式降低安全隱患。
無論是車企在新能源汽車領域經驗不足，還是覺得可以投機取巧，都帶來了極為惡劣的影響：車企不僅喪失了良好的品牌形象，同時也丟掉了客戶的信任，得不償失。
1
為什么“鎖電”、降功率
媒體報道顯示，廣汽豐田iA5在對車輛進行OTA升級后，車輛原58.78kWh的電池容量少了近10KWh，實際續航里程少了近100公里。不僅電池容量少了，原本可以100%全力輸出的電機，輸出功率被強制鎖定在60%以下。
為什么要鎖電量？
答案是為了安全和壽命。
在2016年，東風商用車有限公司技術中心的工程師們發表的《放電深度對電池使用壽命的影響》一文，就對不同SOC（剩余電量）下電池的狀態進行了分析。
對鋰離子電池的實驗數據顯示，當80%<SOC<95%時，電池交流內阻急劇升高，部分活躍的鋰離子聚集而附著在電極附近形成金屬鋰或其他鋰的化合物出現“鋰枝晶”，造成副反應發生概率增加，促使電池內阻增加且造成電池部分容量損失。
試驗數據得知，電池SOC>80%時電池交流內阻增加約40%，電池DOD（放電深度）>80%時內阻交流增加約35%，電池內阻惡化最嚴重。故DOD<80% 且20%<SOC<80%的區間使用電池，電池內阻影響較小，即電池惡化較小，有利于延長電池的使用壽命。
資料來源：《放電深度對電池使用壽命的影響》
由此可見，降低充放電深度有利于電池安全和延長電池使用壽命的。
對此，某車企電池部門的負責人張女士對《電動汽車觀察家》舉了一個更通俗的例子：就像皮筋，多次拉伸越大，其彈性損失就會越大，沒幾次就斷了；要是拉伸幅度小一些，皮筋的壽命就會長很多。
張女士表示，車企“鎖電”行為，更準確的表述應該是，動態調整使用窗口，因為電池的存儲能力還在。
張女士認為，單次續駛里程雖然短了，但是由于電池的使用更合理，全生命周期的續駛里程卻被拉長了，整體來看對消費者來說還是有利的。
降低功率呢？
某電池系統生產企業相關負責人馬先生表示，降低功率的目的是為了彌補電池電量降低，帶來的續駛里程的縮短。
但是，功率降低帶來的直接影響就是加速性能降低。“不事先通知，駕駛員就會對車輛性能產生誤判。”馬先生舉了一個例子，一個十字路口左轉，本來一腳踩下去2秒鐘可以通過，這次4秒才通過，這確實會帶來潛在的安全隱患。
iA5的車主濤哥對《電動汽車觀察家》表達了他的憤慨：“我們買的時候就是奔著大電池、長續航買的，你也是這么宣傳的，你又這么干（鎖電）還不吭聲，這不是擺明了欺負人嗎？”
馬先生非常能夠理解消費者維權舉動，“如果是燃油車，相當于我買了2.0T排量的發動機，使用成1.6的了，一個性能差距能有幾萬塊。類似于買了一個B級車，你給我變成A級甚至A00級了，消費者當然不能接受。”
2
電池安全容量預留不足？
既然知道放電深度對電池的影響，一般車廠都會要求預留一定的容量，不參與平時的充放電。
但是預留多少，卻是一場博弈。
某電池企業的相關負責人甄先生表示，電池企業和車企一直在博弈。電池企業為了安全和長壽命，都希望多留一點。車企為了參數更好看，總想盡量少留一點，“反正電池有問題是電池廠的事。除非有起火風險，否則車廠一般都不愿意多留。”
在甄先生看來，車企對成本和性能的壓榨，加上電池企業間的惡性競爭，不排除有些企業將安全余量留得過低。
某電芯企業的技術負責人也表達了類似觀點：“電池容量都是算錢的，車企當然不愿意藏很多電。”
《電動汽車觀察家》從汽車之家隨機選了幾款500公里左右的轎車進行對比發現，500公里的車輛電池容量大概都在60度電左右，廣汽豐田iA5不到60度電的容量，就能夠有510公里的續駛里程。
資料來源：汽車之家
這是否留足了安全容量，恐怕只有車企心知肚明了。
那業內對電池的安全容量多大，是否有統一要求呢？
甄先生坦言，這無法統一，這與電池的一致性、內在質量和穩定性、SOH（電池健康度），尤其是電池溫度都密切相關。
安全容量雖然無法統一，但是放電深度業內也是有一些慣常做法的。
馬先生表示，一般略保守的企業，會將放電深度控制在85%左右，但是有些車企的車型就是為了沖續駛里程，但受限于車內空間，他們就會將放電深度放在95%。這是極端情況。
甄先生也表示，確實有企業僅留出5-6%的安全冗余。
3
充電運營商的無奈
既然電池的安全與充放電深度有關，那么充電階段能不能進行一些調節？
對此，《電動汽車觀察家》咨詢了特來電的首席科學家鞠強。
鞠強坦言，在整個充電的過程中，充電樁這一側實際上是被動型的。根據國標要求，車輛BMS發出充電指令，充電樁根據指令要求提供對應的電流和電壓。
但根據國家監管平臺的統計，電池自燃事故往往發生在充電階段和充電結束后的靜置階段，也就是大部分事故是發生在充電站內的。
即使事故是電池自燃引起，跟充電樁沒有關系，事故依然對于充電運營商造成很大的損失和困擾，比如：場站封閉、場站拆除、事故行政處罰、車損連帶賠償、輿論影響等等。所以，特來電現在也開始從充電側對車輛動力電池進行安全監控，發現異常立即停止充電，以期控制電池熱失控的發生。
當然，作為一道屏障，充電運營商也會跟蹤車輛的BMS數據，這需要這輛車長期來他們運營的場站充電，“最低要30天內充電5次，才能根據數據反饋對電池進行監測，如果有隱患，運營商會調整充電策略，例如不會給他充滿這樣的操作。”也是一種類似于“鎖電”的解決方案。
鞠強表示，他們的策略也是分級分層的，例如，對高危車輛是限制充滿的，這也是對場站及其它車輛的保護策略；再例如，分城市策略調整，有些城市比較敏感，相關部門會要求運營商會將充電深度調整到95%或90%。
鞠強說，他們的策略有很多，通過車型、用戶等多維度來組合設計相關策略。
不過也有很多無奈，“例如，充電運營商如果要標定每輛車，需要車輛給出的信息中包含車架號，早期也會有車企故意給出錯誤的車架號，使其不能標定車輛；再例如，某國外品牌，其車輛BMS給出的電池溫度就是一個固定值在28-29℃，這對運營商和車主來說都是不公平的。”鞠強表示，對于這樣的企業，他們已經發函通知了。
“這相當于打預防針，如果不傳真實的數據，我們充電站就不會給它充滿了，會限制SOC以降低風險。”
除了特來電，星星充電也開始從充電側對充電車輛電池進行安全監控和預警。充電側安全防護預警逐步得到行業認可，儼然已經成為了動力電池安全監控的另一種趨勢。
由此可見，充電運營商能做的也相對有限。
源頭解決只能在車輛設計階段。
甄先生表示，他曾經向車企提出過解決方案：充電時根據充電方式（電流）、環境、健康狀態（SOH）等因素，綜合計算出一個安全預留容量，每次正常充電只充到此就停止；當用戶有特殊需要，比如要跑長途或做里程測試時，可以通過一通比較繁雜的操作，讓電池這一次完全充滿，取消冗余。
“但是當時車企不愿接受我的意見，覺得會影響他們的用戶體驗。”甄先生說。
不過就廣豐iA5的情況來看，大概率是設計之初，就沒有給電池預留出足夠的安全容量。出廠前沒做到的，只能在出廠后彌補，但是也沒做到事前通知、事后補償，企圖蒙混過關的態度激怒了消費者。
就目前的情況看，消費者維權的決心非常大，得不到合理的解釋和補償，恐怕不會善罷甘休。
此次事件，無論是車企在新能源汽車領域經驗不足，還是覺得可以投機取巧，都帶來了極為惡劣的影響：車企不僅喪失了良好的品牌形象，同時也丟掉了客戶的信任，得不償失。
最后，甄先生也呼吁，消費者在日常使用電動汽車時，盡量少充滿，充滿后盡快使用、低溫下盡量別快充，這樣才能提高汽車電池的安全性和壽命。
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