2019年時,Dr.Prius軟體的作者在PriusChat發表了一個項目 Rainbow Prius Hybrid Powered by Lithium! 並在2020提供原型樣品供人測試,之後開始銷售。在台灣,我是跟NexCell台灣總公司耐能電池聯繫,經過半年的相互”交流”後,終於在1111光棍節購入這組電池。
我買的是Prius 3 套組,裡面有14片鋰電池、一張NexCell Lithium inside 車身貼紙、安裝指示說明書與14張保固貼紙。保固貼紙是用來區分出貨地,也就是耐能出貨的部分會以這張貼紙來做區分,必須貼在電池上面。
我跟耐能下訂後一個月才到貨,據說之後訂購會提高到一周交貨,這樣交貨速度上提升不少,電池壞掉的人可沒辦法等上一個月,但是如果能夠有現貨馬上可以交貨就更好了。
售價目前訂在65000,安裝費用5000,地點在台中。2年不限里程的保固,如果是以原廠P3電池46000(49000)+3000工資,一年2萬公里的保固來看,增加1萬元可以換得比較高容量的電池與2年無限里程保固是蠻划算的。
推銷這個應該是沒太大意義啦,畢竟美國那邊已經有很多人買,PriusChat也有相當多的討論,有興趣的可以自己去看看。
在台灣我所知道的是目前有幾位車友已經先從美國購買了,那他們也都安裝上去。目前有一位車友發生不良的問題之外(故障問題未知,目前仍沒聽說耐能收到那組故障品與相關測試報告),其他的看起來反應都還不錯。但是因為都是在秋冬期間裝好的,在台灣還沒有經過夏天溫度的洗禮,所以也不確定到底會有甚麼樣的後續,先靜觀其變吧。
外觀
是2顆原廠電池組合起來的大小,電源端子只有一邊,另一邊是沒有端子的。所以安裝上可以免去一半的銅片(13片)與螺絲。
重量上,2顆原廠電池的重量是2030g左右(有差異,應與電池液有關),而NexCell電池重量是1300g,減少重量35%
以Prius3的電池來說,一組電池更換後,整體重量約減少11kg。
每一片NexCell電池上面都有一個安裝溫度感應器的孔,這孔有分新款與舊款,新款的是圓形孔,而舊款是細長孔。
這個孔會更改的原因是原先必須在第1/6/14挖孔,將原先的孔使用5mm鑽尾挖開,但是下方沒有貫穿保護,失手的話就會把電池挖壞。
所以在2021以後看到的都是圓形孔了。
電池四周原先只有螺絲固定,現在除了固定外還有膠封,所以就不拆開看了。
規格
項目 | 參數 | 備註 |
標準電池容量 | 7000mAh @ 1C | 1.456 kWh |
交流內阻(Max) | 10mΩ | AC 1 kHZ |
充電限制電壓 | 3.65V | |
最大充電電流 | 170A | |
最大放電電流 (< 30sec) | 35C or 227.5A | |
最大放電電流 (< 3sec) | 40C or 260A | |
工作溫度@最大電流下 | 60 °C±2 °C | |
最高工作溫度 | 130 °C±2 °C | |
最低工作溫度 | -30 °C±2 °C | |
單片內電池芯數 | 5 | |
循環次數 | 2000次@1C | |
單片標準電壓 | 16V | |
單片電壓範圍 | 14v ~ 18.25v | |
儲存溫度(1 month) | -20C ~ +45C | |
儲存溫度(3 month) | -10C ~ +45C | |
重量 | 1300g | NiMH 2070g |
Temperature: 15~35C
Relative Humidity: 45~85% RH
Atmospheric Pressure: 86~1066 KPa
NexCell 電池使用的鋰電池種類為LiFePO4(磷酸鋰鐵),其工作電壓為3.3V。
其特點有單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環壽命長,在高溫與高熱環境下的穩定性高,接受穿刺破壞時也僅部分冒煙,並不會有短路而失火燃燒的現象。
缺點有在製程時,容易產生結晶鐵,這個微結晶容易讓電池短路,造成大容量電池在製造成本上一直無法下降。另外就是電池在低溫使用時,其電力有可能會讓車無法啟動,還好這低溫問題不容易出現在台灣,或許改天合歡山積雪時可以去試試看(平常都不想上去了,還積雪哩)。
電池容量有6.5Ah與7Ah二種版本,如果是在2021/11月以後取得的,都會是7Ah的版本。除了貼紙會標註7.0Ah 112Wh 外,序號將會是S開頭。
電池是大陸製造,這沒得挑。
安裝注意事項
拆卸電池時最好有2人作業,不但可以加速時間,萬一在一個人被電到時,另一個人還可以接手繼續工作(誤
拆卸方式可以參考本篇 Prius ZVW30 大電池 High Volt Battery 拆裝說明文件
工具需要8/10/12/14套筒,扭力扳手,高壓手套。
電池的連結片我考量更換的電池大多數銅片都是鏽蝕的情況,在這環境下我認為可以有這幾種方式處理。
方法一 到服務廠購買Prius2的電池銅片組(品名:後燈配線 料號A8216547040),一組價格是1980。
方法二 是購買副廠鍍鎳的連接銅片,這個有amazon(可以安裝2組電池)與淘寶(單片購買)可以選擇,這2個我認為是一樣的供貨商。
方法三 是重新打磨銅片,這個需要手工能力並且花時間,但是這個應該是最簡單的方法,大概花一個小時就能全部打磨完畢(一台車需要14片)。
我使用的是方法三將舊的電池銅片重新打磨拋光後使用,第一是模擬正常使用者換裝電池時會做的事情,另一個是因為鋰電池並不會讓銅片再次鏽蝕。
安裝輔助說明
安裝時螺絲與接頭不要遺漏了,以下為螺絲與接頭位置。
螺絲的扭力:
單片電池接頭扭力 5 N*m{ 51 kgf*cm , 3.7 ft.*lbf }
電池固定螺絲扭力 19 N*m{ 194 kgf*cm , 14 ft.*lbf }
混合動力電池接線盒組件扭力 9.0 N*m{ 92 kgf*cm , 80 in.*lbf }
兒童保護座椅固定支架螺絲扭力 20 N*m{ 200 kgf*cm , 14 ft.*lbf }
其餘螺絲扭力 7.5 N*m{ 76 kgf*cm , 66 in.*lbf }
測試
電池的內阻
使用TIS或是Dr.Prius測試到的內阻都不是正確的內阻,原因是因為電池內阻遠低於電池ECU的初始設定值,大約是9mΩ。
需要將Dr.prius設定值變更為才會顯示正確。
電池溫度
一直表現得很好,早上出門到晚上6點回到家,去市區買東西、逛街。早上出門溫度18度,回到家36度。
電池溫度是大電壽命的影響參數之一,鎳氫電池長期高溫下會讓內部電解液漏出,損耗電池。而NexCell的電池則沒有這問題,因為電池本身並沒有電池液,另外就是電池是經由銅線連接,所以不會鏽蝕。
容量測試
Dr.Prius付費後就可以執行完整電池診斷與電池剩餘壽命測試,看不到容量只能測試剩餘容量。也可以使用Hybrid Assiatant測試,估電池容量約在7.9Ah。
完整電池診斷
一直因為電池溫度過低而無法測試,非得要先跑完一趟路程,讓電池溫升到25度以上(3個區域都要超過)才能執行。
純電行駛距離
使用EV模式。從SOC 74.51%~50.59%,EV平均時速為40km/h,行駛距離為4.5 km。總輸出能量為0.4kWh
原廠的鎳氫在相同情況下,平均值約2km。總輸出能量為0.2kWh
油耗
短距離(1km內)油耗有變好6L/100km->5L/100km,推論是因為燒油的機會變少。
中距離(20km)就差不多了,大約是4.3L/100km->3.9L/100km這樣的變化,我認為這樣的變化也可能是右腳、天氣、車流等都有機會。
長距離(200km以上) 油耗上差距不大,跟中距離差不多 4.8L/100km->4.3L/100km。EV行駛里程有增加了37%應該是最為亮眼的表現,另外就是電池溫度,NexCell的大電池在行駛過程中,最高溫度只有38°C(圖左),相較鎳氫則來到46°C(圖右),溫度不容易升高的話電池的壽命也就能延長。
除了EV模式純電行駛里程較多以外與短程油耗較優外,其他都跟原廠的鎳氫電池差不多。
至於高里程油耗沒有差異是因為改善的只有電池而已,車輛本身的BMS、逆變器與馬達並未有升級。就像是水塔加大,但是水塔的高度、水管管徑與水龍頭並未跟著改變,這樣水壓仍然是不會有變化的。所以無法明顯感受差異.
加速性
據說換大電池加速會變快?!唬爛的。電池只是儲能容器,又不是逆變器或是馬達,怎麼可能會加快速度。
0-60mph 約10.4秒
0-100 km/h 約11.4秒
最大輸出109.9hp
總結
電池改善
NexCell電池是利用內藏的BMS去達到原廠類似的充放電效果,對於行車電腦來說是無法分辨車上電池是哪一種。這樣不容易造成電池問題外,還可以利用比較高的容量增加EV模式的行駛距離。又因為鋰電池低內阻特性,可以在大C數充放電時較傳統鎳氫更不容易產生熱損耗,所以充電效率也會比傳統鎳氫好。
耐用程度是隱憂
Project Lithium 計畫從2019年到今已經快3年了,目前在美國、加拿大甚至瑞典都有使用者。在台灣與香港是最近開始有人安裝,目前耐用度在亞熱帶地區仍是一個未知。另外由於BMS只存在於單一電池組中,整套系統並沒有額外BMS管理與平衡,在未來使用(例如10萬公里後)是否會出現平衡差異造成電池壓差過大呢?這個也是一個需要關注的部分。
目前在台灣有數套已經安裝了(無論是從何種方式取得),在使用滿意度上都是正面的評價。雖然有一位車友遇到充電不良的問題,據耐能電池說是單片電池不良,目前已經做交換處理。
以實績來說,換回原廠的電池基本上10萬km內不用煩惱。但是NexCell的鋰電系統是新的,耐用度沒有太多考驗。如果你2年內可以開10萬km或是暴力操駕手那推薦你一定要換(2年不限里程保固不香嗎?)。
就以鋰鐵電池的特性來看,至少不需要煩惱電池溫度的問題,相對來說壽命上勢必能得到一定程度的保證。待夏天到時後續的溫度與耐久度等測試吧。
後續追蹤
5000Km
目前行駛里程來到5000km了,大電池溫度目前沒有超過40度過,長途油耗大約在4.0~4.2L/100Km。發現一個缺點,因為目前是冬天,在車輛初次行駛時,電池溫度低於25度時,P3的電池管理系統會限制大電池的充電電流與放電電流。這一個限制原先是避免鎳氫電池在低於25度時過高的電流充放電造成內阻差異變大。但是在鋰電池並不需要這一限制,所以在啟動初期會有比較多機會啟動引擎,等待行駛一段距離溫度回升之後就會正常。