有些人对购买电动车犹豫不决,主要是因为担心电池寿命有限。然而,SLAC-斯坦福电池中心的最新研究显示,电动车电池的使用寿命可能比我们之前认为的要长得多。
这项研究发现,在实际驾驶条件下,电动车电池的寿命可能远超预期。发表在《自然能源》杂志上的这项研究指出,电动车车主可能可以在需要更换电池组或购买新车之前,多用几年他们的车辆。
这项研究挑战了我们对电池测试的传统认知。通常,科学家们会在实验室环境中,通过恒定的放电-充电周期来评估电池寿命。但这种方法并不能准确反映日常电动车用户所面临的多样化条件。
斯坦福大学Doerr可持续发展学院的高级作者、副教授西蒙娜·奥诺里表示:“我们之前对电动车电池的测试方法并不正确。令人惊讶的是,实际驾驶中的频繁加速、刹车(这会稍微充电电池)、停车去商店,以及让电池长时间休息,这些行为实际上有助于延长电池寿命,超出了我们根据行业标准实验室测试的预期。”
研究团队设计了四种电动车放电模式,从标准的恒定放电到基于真实驾驶数据的动态放电。他们在两年内测试了92种商业锂离子电池。结果显示,放电模式越接近实际驾驶行为,电动车的预期寿命就越长。
一个意外的发现是,电动车急剧而短暂的加速与电池退化速度较慢之间存在相关性。这与长期以来的假设相矛盾,即加速峰值对电动车电池有害。研究结果表明,用力踩油门并不会加速电池老化。斯坦福大学的首席作者、博士生杰斯林说:“如果有什么的话,它实际上减慢了老化。”
这项研究还考察了由于充放电周期和时间引起的电池老化之间的差异。对于长时间停放的消费者电动车来说,与循环相比,时间成为老化的主要因素。
杰斯林说:“我们电池工程师一直认为循环老化比时间引起的老化更重要。对于几乎总是在使用或正在充电的商业电动车,如公交车和送货车,这在大多数情况下是正确的。”但对于大多数时间不使用甚至不充电的消费者电动车来说,时间成为循环老化之上的老化主要因素。
这项研究确定了平均放电率的最佳点,平衡了时间老化和循环老化,幸运的是,这落在了现实消费者电动车驾驶的范围内。这一发现可能导致电动车电池管理软件的更新,以在真实世界条件下最大化电池寿命。
能源科学与工程博士后学者徐乐强调了使用现实需求配置文件评估新电池化学和设计的重要性。“研究人员现在可以重新审视化学、材料和电池级别的假定老化机制,以加深他们的理解。这将促进开发先进的控制算法,优化现有商业电池架构的使用。”
这项研究的影响超出了电池领域,可能影响到其他能源存储应用和材料科学领域,其中老化是一个关键因素。