Model 3 LFP版低温快充策略的更新

自Model 3采用磷酸铁锂LFP电芯以来,特斯拉同样受到了LFP这种化学体系电芯固有缺点所带来的用户使用问题:

(1)低温充电难;

(2)低温度续航缩水大;

(3)SOC估算不准确,尤其是低温;

这些问题自去年底开始暴露,一直持续到今年2月份;为了应对这些问题,特斯拉陆续对电池管理策略进行了更新:

(1)去年12月份,软件更新至2020.48.12,该版本优化了磷酸铁锂电池车型的沿途预热功能;

(2)今年2月底,软件更新至2021.4.10版本,增加了充电预加热功能,同时可能对SOC的算法进行了调整。

可以看出,特斯拉目前应对LFP低温问题的主要技术手段是对电芯进行预加热,预加热的应用场景分为两类:一是低温慢充电的预加热,这个我们还没有看到实际使用的对比;二是低温快充的预加热,包括沿途预加热和静止状态的快充预加热,这个场景nextmove有进行过对比,这里主要分析下。

在没有更新至2021.4.10之前,LFP版的Model 3在沿途加热后,其快充SOC-功率kW的关系如下:

可以看出,快充的最大功率在116kW左右,然后快速下降至75kW,25% SOC 用了大约7分钟,50% SOC用了大约17分钟,80% SOC 大约用了35分钟,充满大约用了1个小时;

更新至2021.4.10之后,预热至40℃左右,整个充电过程SOC-功率kW曲线如下所示:

上图示中快充的最大功率在158kW(测试中最大可达166kW),然后呈斜坡式缓慢下降,25% SOC 用了大约5分钟,50% SOC用了13分钟,80% SOC用了大约30分钟,满充大约50分钟,相比于未更新之前,缩短了大约17%。

对比下来,更新策略的意图就很明显了,提高最大快充功率,缩短整个充电时间,尤其是缩短低SOC所用的时间,即在最先充电的10分分钟内,最大限度地延长可行驶距离。这就为不需要满充的用户带来了方便。

值得注意的一个细节是,更新好的SOC曲线在接近100% SOC时(具体数值约92%),有个跳变,如下图,大约升高6%,在BMS还没到满充时,用户看到的屏显已经是100%了,达到满充。

推测是为了解决用户反应的冬天无法满充(实际上已经满充了),这个之前特斯拉已经有过回复。

这里还有另一种可能,即是特斯拉进行的标定,我们知道磷酸铁锂在中间的SOC区间(如5%-95%)的OCV-SOC曲线是非常平缓的,这是LFP车型一直无法准确估计SOC的原因(即1个电压值会对应多个SOC值),但当到了充电末期如95%之后,OCV-SOC曲线是非常陡峭的,此时能够得到较为准确的SOC值。

特斯拉也建议用户至少一周满充一次,以便于对电池组进行均衡,同时保持较为准确的SOC估计,这里应该是特斯拉对SOC进行了满充后的校准。

目前特斯拉的LFP电池管理策略仍是采用自己所开发的,没有放给宁德来做,所以特斯拉还是采用了老的成长方式,让用户在使用中发现问题,然后快速解决,再通过OTA更新给每位车主。

预加热在未来应该会成为快充的标配功能,尤其是在低温场景,根据ADACCESS的研究,Model 3(NCA版)开启预加热后,比没有预加热的快充要快35%左右。

同时,预加热让电芯处于更适合的温度区间,也会增加在低温场景下的可用能量,从而减少续航的衰减。

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