新的研究表明，电动汽车电池在实际驾驶下的使用寿命比实验室测试长 38%。（来源：Cube3D）
每次您踩下电动汽车的刹车、在高速公路上飞驰或在工作时将汽车停放数小时时，您都可能在帮汽车的电池一个忙。一项新的研究表明，与使用恒定速度和稳定功耗的实验室测试相比，实际驾驶有助于延长 EV 电池的使用寿命——最多延长三分之一。这一令人惊讶的发现可以为您省钱并将 EV 电池的使用寿命延长数年。
这项研究发表在《自然能源》杂志上，为科学家如何测试电池以及这些测试对日常驾驶员意味着什么提供了新的视角。这些发现来自一所重点大学和国家实验室的联合中心的研究人员两年多的测试。他们通过不同的放电程序运行 92 个商用锂离子电池，其中一些基于传统的实验室测试，另一些则以实际驾驶习惯为模型。
实验室测试并不能说明全部情况
到目前为止，电池科学家经常通过以恒定速率对电池充电和放电来测试电池。这让他们在电池寿命、质量和性能方面取得了快速的结果。但现实生活并非如此。驾驶员一直在启动、停止、制动和加速。许多电动汽车长时间闲置，有时甚至几天。研究人员想知道——如果这种启动和停止行为以我们没有考虑过的方式影响电池老化怎么办？
事实证明，它确实如此——而且是以一种好的方式。
“我们没有以正确的方式测试电动汽车电池，”该研究的资深作者、斯坦福大学教授西蒙娜·奥诺里 （Simona Onori） 说。“真正的驾驶，频繁加速、制动、停下来办事，让电池休息几个小时，实际上有助于延长电池的使用寿命。”
动态放电带来的惊人收益
研究人员创建了四种不同的电池使用概况。一种是简单、持续的放电。其他三个指标反映了基于实际驾驶数据的更动态模式，例如城市交通、高速公路速度和跑腿。这些配置文件在数十节电池上进行了两年多的测试。
结果甚至让专家感到震惊。使用动态曲线测试的电池比使用恒定速率测试的电池使用寿命长 38%。就等效完全充电循环而言，即电池可以充电和充分使用的次数，这意味着电池的使用寿命要长得多。这很重要，因为电池组仍然是电动汽车最昂贵的部件之一，占车辆成本的近三分之一。
这些结果表明，典型的电动汽车车主可能不需要更换电池或汽车的时间比以前预期的要长几年。
机器学习揭示细节
为了弄清楚为什么动态驾驶有助于电池更缓慢地老化，该团队转向了机器学习。通过向他们的系统提供来自所有 92 节电池的数据，该算法可以找到人类研究人员可能错过的模式。
最大的惊喜之一？短暂的加速并没有伤害电池。事实上，数据显示这些快速颠簸与较慢的电池退化之间存在密切联系。“用力踩下踏板不会加速衰老，”该研究的主要作者、工程学博士生亚历克西斯·格斯林 （Alexis Geslin） 解释说。“如果有的话，它会减慢它的速度。”
研究人员还发现，电池老化有两种类型：一种是由于使用，另一种只是由于时间。大多数实验室测试侧重于循环老化，即充电和放电造成的磨损。但对于大多数电动汽车车主来说，这辆车会花很多时间停放。在这些情况下，时间本身成为电池老化的主要原因。
“我们过去认为使用比时间更重要，”Geslin 说。“但对于主要使用电动汽车通勤或周末办事的人来说，时钟同样重要，甚至可能更重要。”
该研究发现了一个平衡点，其中放电率在与时间相关的衰老和与使用相关的衰老之间给出了最佳权衡。这个最佳位置与大多数人的实际驾驶方式相匹配。因此，在不知不觉中，日常电动汽车用户已经通过简单地遵循他们的正常程序来延长电池寿命。
重新思考电池测试和设计
这一发现对研究人员和公司如何设计和测试新电池产生了重大影响。电池化学成分、材料甚至软件都可以通过使用更真实的测试方法来改进。该团队建议未来的测试包括模拟真实驾驶员行为方式的动态放电曲线。
“评估具有现实需求概况的新电池化学成分和设计将非常重要，”参与这项研究的博士后学者 Le Xu 说。
管理 EV 电池的软件也可能受益。凭借有关电池如何响应实际使用的数据，汽车制造商可以创建更智能的电池管理系统。这些系统可以调整电池的充电和放电方式，以减少磨损并延长使用寿命。
除了电动汽车之外，这些见解可能会改变科学家对太阳能电池等其他储能设备老化的看法。即使是其他领域的材料（如塑料、眼镜和医疗植入物）也可能因其在实验室中的测试方式而老化。
“这项工作突出了整合许多专业知识领域的力量，”Onori 说。“从材料科学和控制系统到机器学习，我们通过合作推动创新。”
这对您意味着什么
主要收获？如果您驾驶电动汽车，您的电池可能已经比您想象的要老化。日常生活中的正常起伏（交通拥堵、杂货店购物、停放的下午）都可以共同帮助您延长电池的使用寿命。这可能会缓解潜在电动汽车买家对电池更换的担忧。它还可能推动汽车制造商改进他们的测试方法，并根据更现实的期望提供更好的电池保修。
虽然实验室测试曾经是判断电池寿命的黄金标准，但现在它们似乎有点过时了。现实世界的驾驶，尽管有所有的怪癖和停顿，可能是最好的测试。
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