斯坦福大學(xué)-斯洛伐克直線加速器中心的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)世界的駕駛和充電習(xí)慣可能會使電動汽車電池的使用壽命比研究人員之前認(rèn)為的更長。
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(xiàng)新研究表明，現(xiàn)實(shí)世界的駕駛習(xí)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時(shí)間停車)可能會使電動汽車電池的使用壽命比之前認(rèn)為的長約三分之一。這意味著普通電動汽車車主可能不需要更換電池組或升級到新車，從而節(jié)省資金并延長車輛的使用壽命。
電池科學(xué)家通常在實(shí)驗(yàn)室中通過以恒定的放電和充電速率循環(huán)來測試新設(shè)計(jì)，從而加快這一過程，以快速了解它們的使用壽命和性能。然而，根據(jù) 12 月 9 日發(fā)表在《自然能源》雜志上的一項(xiàng)新研究，這種方法并不能反映電動汽車電池在現(xiàn)實(shí)世界中的使用情況。
對于每天開電動車的通勤者來說，這是個(gè)大新聞。雖然電池價(jià)格在過去 15 年里下降了約 90%，但它們?nèi)哉夹码妱榆嚦杀镜慕种弧Ｔ撗芯勘砻?，目前和未來的電動車司機(jī)在需要更換電池之前可以享受更多里程。
“我們一直沒有以正確的方式測試電動汽車電池，” 資深作者、斯坦福大學(xué)杜爾可持續(xù)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、剎車給電池充電、停車進(jìn)商店以及讓電池一次休息數(shù)小時(shí)，這些都有助于電池的使用壽命比我們根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室測試所認(rèn)為的要長。”
研究人員創(chuàng)建了四種不同的電動汽車放電曲線，從通常的恒定放電到基于實(shí)際駕駛數(shù)據(jù)的更動態(tài)的放電曲線。兩年來，他們使用這些曲線測試了 92 個(gè)商用鋰離子電池。結(jié)果很明顯：曲線越接近實(shí)際駕駛行為，電池的使用壽命就越長。
那么，這種令人驚訝的長壽命背后的原因是什么?一種基于大量收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)算法有助于揭示動態(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(yù)期的更有利于電池。
例如，電動汽車的短時(shí)間、急加速實(shí)際上會減緩電池的老化。這顛覆了研究人員(包括本研究團(tuán)隊(duì))多年來的假設(shè)：加速峰值是電池的最大敵人。
這項(xiàng)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(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的博士生亞歷克西斯·格斯林 (Alexis Geslin)解釋說：
我們電池工程師認(rèn)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汽車(如公交車和送貨車)來說，情況尤其如此。
對于使用電動汽車上班、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(fèi)者來說，時(shí)間成為電動汽車過度循環(huán)老化的主要原因。
這項(xiàng)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(shù)人實(shí)際駕駛電動汽車的方式一致。汽車制造商可以利用這一洞察來調(diào)整電池管理軟件，幫助延長電池壽命并優(yōu)化實(shí)際駕駛性能。
展望未來，能源科學(xué)與工程博士后學(xué)者 Le Xu指出：“研究人員現(xiàn)在可以在化學(xué)、材料和電池層面重新審視假定的老化機(jī)制，以加深他們的理解。這將有助于開發(fā)先進(jìn)的控制算法，以優(yōu)化現(xiàn)有商用電池架構(gòu)的使用。”
