斯坦福大學(xué)-斯洛伐克直線(xiàn)加速器中心的一項新研究發(fā)現，現實(shí)世界的駕駛和充電習慣可能會(huì )使電動(dòng)汽車(chē)電池的使用壽命比研究人員之前認為的更長(cháng)。
斯坦福電池中心 SLAC于 12 月 9 日在《自然能源》雜志上發(fā)表的一項新研究表明，現實(shí)世界的駕駛習慣(如走走停停的交通、高速公路駕駛、快速的城市旅行以及長(cháng)時(shí)間停車(chē))可能會(huì )使電動(dòng)汽車(chē)電池的使用壽命比之前認為的長(cháng)約三分之一。這意味著(zhù)普通電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主可能不需要更換電池組或升級到新車(chē)，從而節省資金并延長(cháng)車(chē)輛的使用壽命。
電池科學(xué)家通常在實(shí)驗室中通過(guò)以恒定的放電和充電速率循環(huán)來(lái)測試新設計，從而加快這一過(guò)程，以快速了解它們的使用壽命和性能。然而，根據 12 月 9 日發(fā)表在《自然能源》雜志上的一項新研究，這種方法并不能反映電動(dòng)汽車(chē)電池在現實(shí)世界中的使用情況。
對于每天開(kāi)電動(dòng)車(chē)的通勤者來(lái)說(shuō)，這是個(gè)大新聞。雖然電池價(jià)格在過(guò)去 15 年里下降了約 90%，但它們仍占新電動(dòng)車(chē)成本的近三分之一。該研究表明，目前和未來(lái)的電動(dòng)車(chē)司機在需要更換電池之前可以享受更多里程。
“我們一直沒(méi)有以正確的方式測試電動(dòng)汽車(chē)電池，” 資深作者、斯坦福大學(xué)杜爾可持續發(fā)展學(xué)院能源科學(xué)與工程副教授Simona Onori表示。“令我們驚訝的是，在實(shí)際駕駛中，頻繁加速、剎車(chē)給電池充電、停車(chē)進(jìn)商店以及讓電池一次休息數小時(shí)，這些都有助于電池的使用壽命比我們根據行業(yè)標準實(shí)驗室測試所認為的要長(cháng)。”
研究人員創(chuàng )建了四種不同的電動(dòng)汽車(chē)放電曲線(xiàn)，從通常的恒定放電到基于實(shí)際駕駛數據的更動(dòng)態(tài)的放電曲線(xiàn)。兩年來(lái)，他們使用這些曲線(xiàn)測試了 92 個(gè)商用鋰離子電池。結果很明顯：曲線(xiàn)越接近實(shí)際駕駛行為，電池的使用壽命就越長(cháng)。
那么，這種令人驚訝的長(cháng)壽命背后的原因是什么?一種基于大量收集的數據進(jìn)行訓練的機器學(xué)習算法有助于揭示動(dòng)態(tài)放電模式如何減少電池退化。事實(shí)證明，人們實(shí)際駕駛的方式可能比科學(xué)家預期的更有利于電池。
例如，電動(dòng)汽車(chē)的短時(shí)間、急加速實(shí)際上會(huì )減緩電池的老化。這顛覆了研究人員(包括本研究團隊)多年來(lái)的假設：加速峰值是電池的最大敵人。
這項研究的三位主要作者之一、斯坦福大學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與工程和計算機科學(xué)專(zhuān)業(yè)的博士生亞歷克西斯·格斯林 (Alexis Geslin)解釋說(shuō)：
我們電池工程師認為循環(huán)老化比時(shí)間引起的老化更為重要。對于幾乎總是在使用或充電的商用電動(dòng)汽車(chē)(如公交車(chē)和送貨車(chē))來(lái)說(shuō)，情況尤其如此。
對于使用電動(dòng)汽車(chē)上班、接孩子、去雜貨店，但大部分時(shí)間不使用甚至不充電的消費者來(lái)說(shuō)，時(shí)間成為電動(dòng)汽車(chē)過(guò)度循環(huán)老化的主要原因。
這項研究確定了放電率的最佳點(diǎn)，可以平衡時(shí)間老化和循環(huán)老化——至少對于他們測試的商用電池而言是這樣。這個(gè)范圍與大多數人實(shí)際駕駛電動(dòng)汽車(chē)的方式一致。汽車(chē)制造商可以利用這一洞察來(lái)調整電池管理軟件，幫助延長(cháng)電池壽命并優(yōu)化實(shí)際駕駛性能。
展望未來(lái)，能源科學(xué)與工程博士后學(xué)者 Le Xu指出：“研究人員現在可以在化學(xué)、材料和電池層面重新審視假定的老化機制，以加深他們的理解。這將有助于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的控制算法，以?xún)?yōu)化現有商用電池架構的使用。”
