對(duì)于新能源車(chē)主而言，“電池越用越不耐用”是普遍的困擾，尤其到了冬季，冬天的寒風(fēng)不僅吹走了溫度，似乎也吹跑了電動(dòng)汽車(chē)電池的續(xù)航里程。不過(guò)鋰電池容量衰減是電化學(xué)體系固有的特性，這是所有鋰電池都無(wú)法回避的物理規(guī)律。對(duì)于這一現(xiàn)象，很多人會(huì)問(wèn)：是否可以通過(guò)先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)（BMS）來(lái)解決？

答案是BMS可以在一定程度上緩解容量衰減的問(wèn)題，但無(wú)法從根本上阻止它的發(fā)生。要理解這一點(diǎn)，需要從電池內(nèi)部的化學(xué)機(jī)理入手。

一、電池衰減的本質(zhì)是不可逆的化學(xué)過(guò)程

電池衰減是綜合結(jié)果，其根源在于復(fù)雜的內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)。每一次充放電，都在微觀層面上對(duì)電池結(jié)構(gòu)造成不可逆的微小損傷。長(zhǎng)期快充、深度放電、極端溫度，特別是冬季低溫，會(huì)加劇這個(gè)過(guò)程。

在隨后的每一次充放電循環(huán)中，SEI膜也會(huì)發(fā)生一定程度的破壞和修復(fù)，每次修復(fù)都需要消耗少量的鋰離子和電解液。雖然每次循環(huán)所消耗的量遠(yuǎn)小于首次充電，但隨著循環(huán)次數(shù)的增加，這些微量損耗會(huì)逐漸累積。當(dāng)鋰離子或電解液被消耗到一定程度時(shí)，電池的容量就會(huì)顯著下降，最終導(dǎo)致電池?zé)o法正常充放電。

同時(shí)，正負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)退化的關(guān)鍵因素也是鋰離子在充放電過(guò)程中反復(fù)嵌入/脫出，導(dǎo)致電極材料晶格變形甚至坍塌，使有效容量逐漸下降。這些變化屬于電池內(nèi)部材料的“天然缺陷”，無(wú)法通過(guò)外部管理完全消除。

因此在冬季的低溫環(huán)境下，電池內(nèi)部電解液粘度升高，鋰離子移動(dòng)困難，導(dǎo)致可用容量銳減和內(nèi)阻飆升。在低溫下進(jìn)行大電流快充時(shí)，鋰離子來(lái)不及嵌入負(fù)極而形成枝晶，刺穿隔膜引發(fā)短路。

二、BMS是怎么工作的？

盡管先進(jìn)的BMS還是可顯著延緩新能源動(dòng)力電池老化，但無(wú)法逆轉(zhuǎn)化學(xué)衰減。

BMS的主要作用是控制電池的充放電方式，例如通過(guò)限制充放電電流的大小、設(shè)定電壓上下限等方式，來(lái)減緩電池的老化過(guò)程。

首先先進(jìn)的BMS會(huì)有精準(zhǔn)的能量管理與續(xù)航優(yōu)化，且搭載動(dòng)態(tài)SOC（荷電狀態(tài)）算法，能實(shí)時(shí)精準(zhǔn)估算電池剩余電量，冬季續(xù)航預(yù)測(cè)誤差可控制在5%以?xún)?nèi)，避免因續(xù)航估算不準(zhǔn)引發(fā)的里程焦慮。同時(shí)，它能智能調(diào)節(jié)能量回收強(qiáng)度，在極端低溫下可使續(xù)航保持率提升15%。對(duì)于冬季充電難題，先進(jìn)BMS支持-30℃低溫環(huán)境下的充電適配，通過(guò)脈沖或者加熱膜等類(lèi)型的預(yù)加熱策略提前提升電池溫度，保障充電效率。

不過(guò)單單一個(gè)BMS其實(shí)并不能擔(dān)起整車(chē)的熱管理這些方法對(duì)預(yù)加熱的元件質(zhì)量也有較高的標(biāo)準(zhǔn)，脈沖對(duì)線束、電池和車(chē)企技術(shù)的整體素質(zhì)要求較高，加熱膜對(duì)絕緣，耐壓，防水，抗干燒的要求較高。

最后是智能溫控保障環(huán)境適應(yīng)性。先進(jìn)BMS普遍搭配PI加熱膜加熱和液冷雙模溫控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)3分鐘內(nèi)電池組降溫15℃，或在低溫環(huán)境下快速將電芯溫度提升至適宜區(qū)間。在冬季駕駛中，BMS還能做到協(xié)同車(chē)輛其他系統(tǒng)優(yōu)化能耗，比如引導(dǎo)用戶(hù)優(yōu)先使用座椅加熱替代PTC暖風(fēng)，因?yàn)樽渭訜岜葌鹘y(tǒng)PTC暖風(fēng)的能耗更低。

三、綜上，先進(jìn)BMS的作用是緩解而非根治

電池衰減是必然的物理過(guò)程，無(wú)法被完全消除。若想從根本上解決電池衰減問(wèn)題，仍需依賴(lài)電池材料科學(xué)的突破，研發(fā)更穩(wěn)定、耐循環(huán)的正負(fù)極材料和電解液，或者是結(jié)合其他熱管理系統(tǒng)或者從材料革新方面入手。現(xiàn)在不止是BMS技術(shù)在努力的解決問(wèn)題，許多熱管理系統(tǒng)、新材料等多種新能源高新技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。例如新能源電池加熱膜行業(yè)頭部企業(yè)的寶益科技，深耕新能源動(dòng)力電池高新技術(shù)的加熱膜賽道14余載，已擁有80余項(xiàng)核心專(zhuān)利技術(shù)，為冬季電池衰減問(wèn)題做出了許多貢獻(xiàn)。

（部分圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，感謝原作者）

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