Quelle est la durée de vie des batteries automobiles ?
Contrairement aux batteries de téléphone, batteries automobiles sont plus chères, et nous nous attendons à ce qu'elles durent plus d'une décennie. Lors de l'achat d'une voiture électrique, les propriétaires peuvent donc se préoccuper davantage de la durée de vie des batteries. Les batteries d'automobiles sont plus complexes que les batteries de téléphones portables, qui impliquent un système de batterie complet.
Par conséquent, comment calculer soi-même la durée de vie des batteries automobiles, ce qui peut être un problème difficile pour les novices en matière d'automobile électrique. En fait, c'est assez simple, si vous considérez la batterie de votre voiture comme une batterie de téléphone portable surdimensionnée.
Comment calculer la durée de vie des batteries d'automobiles ?
En général, la batterie de notre téléphone portable doit être utilisée 1000 fois (et certaines fois 800 ou 700 fois) et après ces 1000 cycles, le taux de rétention de la capacité doit être supérieur à 80%. En d'autres termes, si la batterie est chargée une fois par jour, après plus de deux ans d'utilisation, elle a encore une capacité de 80%.
La durée de vie des batteries automobiles est de 500 fois et la capacité est supérieure à 90%, ou de 1000 fois et la capacité est supérieure à 80%. Les batteries automobiles sont généralement chargées une fois par semaine, et une année correspond à environ 52 semaines, de sorte que vous pouvez utiliser 1000/52=19,2 ans, c'est-à-dire qu'après 19,2 ans, la capacité de la batterie est toujours de 80%.
Il n'y a donc pas beaucoup de différence entre les batteries de téléphone et les batteries de voiture lorsque vous calculez la durée de vie de la batterie, elles nécessitent toutes 1 000 cycles, mais le téléphone est chargé une fois par jour et la voiture est chargée environ une fois par semaine, la différence est donc de plusieurs fois.
En d'autres termes, les téléphones portables peuvent durer deux ans, et les voitures au moins 14 ans. En règle générale, dans des conditions idéales, la durée du cycle des batteries automobiles est d'environ 1 000 à 2 000 fois, et elle peut garantir plus de 70% de la capacité disponible.
Toutefois, si la capacité des batteries automobiles est faible, comme dans le cas des véhicules électriques hybrides (HEV), le kilométrage d'un seul cycle est d'environ 50 à 80 kilomètres, et l'état de vie théorique des batteries automobiles des véhicules électriques purs est d'environ 400 kilomètres.
Les voitures purement électriques sont plus faciles à calculer. Prenons l'exemple d'un modèle grand public doté d'une autonomie de 400 kilomètres : une seule charge permet de parcourir 400 kilomètres, selon au moins 1 000 cycles, soit une durée de vie utile théorique de 400 000 kilomètres.
Si un véhicule en état de marche parcourt 100 000 km par an, sa durée de vie théorique est de quatre ans. S'il parcourt 20 000 kilomètres par an, sa durée de vie théorique est de 20 ans. Ainsi, de nombreux fabricants de batteries lithium-ion peut prétendre à une voiture dont la batterie est garantie 5 ans ou 8 ans (100 000 km).
La même voiture avec un cycle de 400 km parcourt 20 000 km par an, ce qui permet de parcourir exactement 100 000 km en 5 ans. 100 000/400 = 250 cycles, 250 cycles n'est pas un problème pour la voiture. batterie lithium-ion du tout.
La voiture ayant une autonomie de 400 kilomètres, la norme nationale pour une batterie unique est qu'après 1000 cycles, la capacité est supérieure à 80%. La durée de vie d'une batterie est donc de 1000*400*0,9= 360 000 kilomètres ! Et de nombreuses batteries lithium-ion haute performance peuvent effectuer 2 000 cycles, soit 720 000 kilomètres.
Facteurs influençant la durée de vie des batteries automobiles
Du point de vue des conditions environnementales réelles, les facteurs affectant la durée de vie des batteries automobiles comprennent principalement la tension de coupure de la charge et de la décharge, le taux C, la température de fonctionnement et les conditions de mise en place.
Tension de coupure
Pour différentes tensions de coupure de charge, l'état de vie des batteries automobiles diminue avec l'augmentation de la tension de charge. Cela indique que la tension de coupure de la charge a une grande influence sur la durée de vie de la batterie. Une tension de coupure de charge élevée aggravera l'apparition de réactions secondaires de la batterie et réduira la durée de vie des batteries automobiles.
Taux C
Lors de l'utilisation de véhicules électriques, les batteries automobiles adoptent différents taux de charge et de décharge pour répondre aux différentes conditions de conduite. Les recherches sur la charge et la décharge des batteries automobiles montrent qu'un taux de charge et de décharge élevé accélère la diminution de la capacité de la batterie. Plus le taux de charge et de décharge est élevé, plus la diminution de la capacité de la batterie est rapide.
Cela est principalement dû à la modification de la structure et des propriétés du matériau de l'anode et à l'épaisseur du film de surface de l'anode, ce qui entraîne une difficulté de diffusion des ions lithium. Si le taux de charge et de décharge est trop élevé, il peut également provoquer une surchauffe et un court-circuit des batteries automobiles, ce qui peut entraîner des explosions.
Température de fonctionnement
Une température trop élevée ou trop basse affecte la durée de vie des batteries automobiles. Avec la baisse de la température, la capacité de décharge des batteries automobiles au lithium-ion diminue.
En effet, à mesure que la température diminue, la conductivité ionique de l'électrolyte diminue, ce qui entraîne une augmentation rapide de la résistance interne de la batterie, d'où une mauvaise performance de la batterie à basse température.
Mise en place de conditions
Si les batteries automobiles ne sont pas utilisées, la nature même de la batterie est en cause : autodécharge, passivation des matériaux de l'anode et de la cathode, décomposition de l'électrolyte, etc. Les résultats expérimentaux montrent que la performance instable de l'anode SEI conduira à la décomposition rapide du matériau actif de l'anode, et qu'il est facile de produire une précipitation de lithium métal.
La batterie au lithium avec un film SEI stable peut être stockée pendant plus de 4 ans à haute température, et les différents composants de l'électrolyte ont des effets différents sur la dégradation du matériau d'électrode.
À quoi faut-il faire attention lors du chargement des batteries d'automobiles ?
Ne pas trop décharger
C'est-à-dire qu'il ne faut pas épuiser toute la puissance, ce qui est mentionné dans de nombreux manuels de voitures électriques. Lorsque la puissance est proche de 20%, elle doit être rechargée à temps.
Une décharge excessive des batteries automobiles peut causer des dommages si le véhicule continue à rouler régulièrement avec une charge de 10% (le véhicule ne respecte pas la limite de vitesse). Une décharge excessive peut endommager gravement les batteries automobiles au lithium et est irréversible.
Certaines marques de véhicules électriques ne peuvent pas être rechargées directement après avoir été totalement déchargées. Ils doivent être débloqués par une source d'alimentation externe, puis rechargés, ce qui est très gênant et endommage les batteries des véhicules.
Il est recommandé de recharger la batterie immédiatement après l'utilisation quotidienne. La température de la batterie augmente lorsque la voiture a parcouru une certaine distance. Une charge en temps voulu permet d'améliorer la vitesse de charge et de s'assurer que les batteries de la voiture sont complètement chargées.
Ne pas surcharger
En plus de ne pas pouvoir se décharger excessivement, les batteries d'automobiles ne peuvent pas non plus être surchargées. Le manuel de tesla et de Xiaopeng auto rappelle que le meilleur état des batteries automobiles est lorsque la puissance est maintenue à 50-90%.
Il s'agit en fait d'un problème propre aux voitures électriques, appelé "limite de charge", qui est également un moyen simple de maintenir la durée de vie de la batterie aussi élevée que possible.
La charge lente est meilleure pour la batterie de l'automobile que la charge rapide.
Le principe de la charge rapide est que le courant continu fait circuler rapidement la batterie au lithium de l'électrode positive de la batterie à l'électrode négative (graphite) à travers l'électrolyte, et que les ions lithium s'incrustent dans le matériau graphite.
Si la vitesse est trop rapide, trop d'ions lithium formeront une accumulation en peu de temps lorsqu'ils entreront dans l'électrode négative, ce qui entraînera des effets irréversibles. Lors de la décharge, ces ions lithium accumulés ne pourront pas participer à la réaction, ce qui entraînera une diminution de la quantité totale d'ions dans la réaction, réduisant ainsi la puissance de la batterie.
Cette remarque est clairement indiquée dans le manuel de NIO : "Évitez l'utilisation fréquente de la charge rapide CC à haute puissance pour charger le véhicule, ce qui affectera l'état de vie des batteries automobiles". En outre, l'efficacité de conversion de la charge lente est plus élevée, mais aussi plus durable.
Comment entretenir les batteries d'automobiles
Comment entretenir les batteries d'une voiture si elle n'est pas utilisée pendant une longue période ?
Si le véhicule n'est pas utilisé, les batteries de l'automobile fonctionneront à raison de 1% par jour. Lorsque le véhicule est placé pendant une longue période, la quantité d'électricité doit être supérieure à 50% pour résoudre le problème de l'autodécharge de la batterie au lithium, et il est recommandé de la recharger une fois par mois.
Comment entretenir les batteries automobiles dans des conditions normales d'utilisation
Lorsque le véhicule est utilisé normalement, il doit être rechargé complètement au moins une fois par mois. Le système de gestion de la batterie corrigera le SOC à temps pour éviter un retour d'énergie ou un saut de SOC causé par une charge insatisfaisante à long terme.
(Note : le SOC fait référence à la charge de la batterie. La charge de la batterie est comme l'eau dans un seau. La quantité d'énergie disponible dans la batterie à un moment donné est appelée l'état de charge des batteries automobiles à ce moment-là. Dans le cas d'une décharge complète, l'état de charge est de 0, dans le cas d'une charge complète, l'état de charge est de 1.)
Comment entretenir les batteries automobiles à basse température
Lorsque la température ambiante est inférieure à -20℃, le véhicule doit être placé dans une bibliothèque chaude.
