电动汽车动力电池有何特点？

我们通常所说的动力电池指的是电动汽车或电动两轮车、三轮车车载的，用于驱动车辆行驶的电池，即用作车辆动力的电池，主要区别于储能电池和低压供电电池等。

动力电池的pack技术相对简单，但如果想要满足长期使用的要求，就需要面临更多的挑战。简单来说，如果只是做出一个电池，能够为车辆提供要求的续航里程和功率，满足雨水浸泡和IP等级要求等，可以说是非常简单的。然而，难就难在如何保证10年以后，20万公里以后，电池的性能依旧。前者，我们叫做满足电池的功能要求，而后者我们叫做满足电池的可靠性要求。

如果我们要自己做一个电池，首先需要确定电池的电压需求，这一般是根据目标用电器的参数确定的。但锂电池的特性导致在电池使用过程中，当电池剩余电量不同的时候，对外表现的电压是不一样的。以某三元的电芯为例，当电池充满电的时候，电压一般是4.2v，而当电池电量放光的时候，电压则降到2.7v左右。

电池放电曲线正是根据此原理，市面上很多简易的锂电池电量显示器，有些是按百分比显示剩余电量，有些是按格数显示电量。其原理就是通过测量电池两端的电压，来近似得到电池的剩余电量。这种方法其实不是很准确，因为锂电池在放电过程中，剩余电量的多少和电压的关系并不是线性的，实际上，三元电池能够较长时间工作在3.6v。因此，我们一般把这个3.6v称作电池的电压平台，又或者称之为标称电压。

所谓的三元，指的就是电芯里面的三种材料镍、钴和锰，不同的配比可以表现出不同的性能，比如能量密度更高的，安全性更好的，成本更低的等。目前技术最成熟的是三元523体系，即三种材料的占比为5:3:2。另外，各个企业也在大力研发811体系的电芯，即80%的镍占比，也就是我们说的高镍三元，这种电芯的能量密度更大，但是安全性问题也更显著。

除了三元以外，电动汽车常用的电芯材料体系还有磷酸铁锂。由于化学材料的不同，磷酸铁锂电芯的参数也略有差异，当电池充满电的时候，电压一般为3.6v，而当电池电量用光时，电压可以低到2v，磷酸铁锂电芯的电压平台低于三元电芯，常见的为3.2v。

既然说到根据电池的电压来推测电池的剩余电量是一个非常不准确的方法，那有没有别的办法呢？在电动汽车上，电池充放电剩余电量的计量方法很多，但最多的还是通过安时积分完成的。所谓安时积分，就是把安在时间上进行积分。安是电流大小的单位，也可以说安培。欧姆定律告诉我们，在纯电阻回路中，电流的大小等于电压与电阻的比值。安时积分法，用白话说，就是用一个元器件一直测量回路电流的大小，每时每刻都在测，每个时刻的电流大小已知，就能计算出整个使用过程中一共放出了多少电，充进了多少电，再叫上原来多少电知道，那当前有多少电不就也知道了吗：现在电量 = 原来电量 - 消耗的电量 + 充进的电量。

安时积分法仍然存在一些问题。比如，问题一：如上面所说，电量大小并不是连续计量的，而是隔着时间段的，虽然是毫秒间隔，但是时间久了还是会累计起较大的误差。其中一种解决办法就是电池充满电时进行校准，即当电池进行一个满充时，即便按上面的积分法显示只有95%的电量，也自动将电量校准到100%。因此，如果自己的电动汽车电量显示不太准，可以进行满充电一次，一般的电动汽车都有满充电校准电量的策略，是BMS自带的程序，无需人为操作。

除了安时积分法以外，工程师们还想出了各种各样的方法来提高电量显示的精度，比如在安时积分法的基础上，利用环境温度、放电功率的大小等因素进行修正等。实际上，现在电动汽车仪表上的剩余电量显示的精度能做到95%FSR已经很了不起了。不过即便如此，该方法还是远比直接利用电池的电压来衡量剩余电量要靠谱得多。当然，对于两轮车和三轮电动车而言，直接使用电压拟合的方式判定电量也无伤大雅，毕竟要考虑成本和使用场景。