关于电动汽车电池的健康状况，6k电动汽车能告诉我们什么？

电动车电池能用多久？使用免费的电动汽车电池降级工具来比较不同汽车制造商和车型年份随时间的平均电池降级。Geotab基于对6300辆车队和消费者电动汽车的分析开发了该工具。请继续阅读，了解电动汽车电池健康状况，并获得有关实际电池性能的重要信息。另请参阅：温度对EV范围的影响程度如何？为电动汽车做准备：为北方电动汽车充电车队运营商J1939的研究结果：为什么让电动卡车和公交车说同一种语言对车队有好处。

如果你正在考虑购买一辆电动汽车(EV)，有一些重要的因素需要考虑。这三个问题可能排在你清单的首位：

从生命周期的角度来看，电池性能和健康确实是关键。由于电池是电动汽车最昂贵的部件，退化的程度将影响车辆的剩余价值(这有助于从上面回答成本问题)，而且随着时间的推移，还将直接影响最大可用里程。

你可能已经注意到，关于电动汽车电池寿命的问题很难得到直截了当的答案。取而代之的是，如果出现问题，您可能会发现电池在保修范围内。通常情况下，电池续航时间为8年或10万英里，但这将因制造商和国家而异。保修是令人放心的，电池成本逐年大幅下降的事实也是如此。自2010年以来，锂离子电池组的平均价格下降了80%以上。汽车制造商对电池技术的保证和降低成本的承诺应该会激发一些信心。然而，知道我们的电池预计会以多快的速度退化，以及如何将这种损失降至最低，我们大多数人都会感到更舒服。

电池退化是一个自然的过程，它会永久性地减少电池可以存储的电量，或者说它可以提供的电量。电动汽车中的电池通常可以提供比动力总成部件所能处理的更多的功率。因此，在电动汽车中很少观察到电能的退化，只有电池储存能量的能力的丧失。电池的状态称为其健康状态(SOH)。电池的寿命从100%的SOH开始，随着时间的推移，它们会恶化。例如，具有90%SOH的60千瓦时电池将有效地起到54千瓦时电池的作用。请记住，这与车辆续航里程(车辆可在这些千瓦时上行驶的距离)不同，后者将根据充电水平、地形、温度、辅助用途、驾驶习惯和载客量或载货量等一系列因素而每天或逐次波动。

虽然已经做了大量关于电池健康的研究，但跟踪电动汽车随时间推移的真实性能的数据很少，更不用说不同品牌和车型的比较了。直到现在。

Geotab创建了电动汽车电池退化工具，以评估电池的性能，并考虑在现实条件下上述因素对电动汽车电池寿命的相对重要性。我们分析了6300辆车队和消费类电动汽车的电池健康状况，代表了180万天的数据。从处理的远程信息处理数据中，我们深入了解了现实世界的条件如何影响电动汽车的电池健康，提供了21种不同车型的汇总平均退化数据，代表64种品牌、车型和年份。

这些图表可以提供随时间推移的平均电池健康状况，但不应被解释为对任何特定车辆的精确预测。

车辆制造商、型号和年份的子集在可视化工具中不可用-我们已经排除了数据不足的车辆，所以如果您选择的汽车丢失了，请不要惊慌。

有关更多信息和使用该工具，请参阅电动汽车电池降级工具页面。要对其进行测试，请使用下面的嵌入式版本：

首先，也是最重要的，基于6000多辆电动汽车的数据，涵盖所有主要品牌和车型，电池显示出高水平的持续健康。如果观察到的退化速度保持不变，绝大多数电池的使用寿命将超过车辆的使用寿命。

正如你可能预料的那样，车辆越老，电池劣化的可能性就越大。然而，当考虑到所有车辆的平均降幅时，损失可以说是很小的，每年2.3%。这意味着，如果你现在购买一辆续航里程为150英里的电动汽车，五年后失去大约17英里的续航里程不太可能影响你的日常需求。

虽然这个工具显示出或多或少的线性退化，但作为一般规则，电动汽车电池预计将非线性下降：最初下降，然后继续下降，但速度要温和得多。电池在使用寿命接近尾声时会出现最后的显著下降，如下所示。

图1：正常的降级曲线预计如下所示。对司机来说幸运的是，我们观察到的电池寿命下降的情况太少了，我们无法预测这种情况可能发生在什么时候。我们将继续监测非线性退化(也称为“脚后跟”)何时开始。

从我们的数据来看，汽车电池对时间测试的反应似乎不同，这取决于它们的制造商和车型年。为什么一些车型的平均降级速度似乎比其他车型更快呢？两个潜在的因素是电池组的电池化学和热管理。虽然电动汽车使用锂离子电池，但锂离子化学成分有许多不同的变化(最显著的区别是电极使用的材料)。电池的化学成分会影响它对压力的反应。除了电池化学，不同车型的温度控制技术也不同。主要区别在于电池组是由空气还是液体冷却和/或加热。让我们将装有液体冷却系统的车辆与装有被动空气冷却系统的车辆进行比较：分别是2015款特斯拉Model S和2015款日产Leaf。Leaf的平均降解率为4.2%，而S型为2.3%。良好的热管理意味着更好地防止退化。

图2：2015款特斯拉Model S(液体冷却)与2015款日产Leaf(被动空气冷却)的电池退化对比。

制造商之间电池健康状况差异的另一个预期原因是SOC的控制方式。在接近满或空的状态下操作电池会影响电池的健康状况。为了限制这种影响，许多制造商增加了一个缓冲区，有效地阻止访问SOC窗口的两端(如下图所示)。除了电池范围顶端和底端的保护缓冲器外，许多车辆还为电动汽车车主提供了在低于100%的水平停止正常每日充电的选项。

图3：电池保护缓冲器控制电动汽车的可用充电状态窗口。

消除极端不仅是为了电池健康，也是为了车辆的安全运行。在极端情况下，电池将无法接受或提供全部电力，驾驶体验将受到影响。从本质上说，从纯电池化学的角度来看，电池100%的电量并不是完全充满电。同样，0%也不是完全空的。由于车主出于安全和电池寿命的原因无法进入电池范围的这些部分，很可能许多人并不知道这一点。多亏了空中软件升级，缓冲区的大小可能会随着时间的推移而改变，正如一些特斯拉车主在2019年发现的那样，当时他们注意到他们的最高范围有所下降。特斯拉证实，此次升级是为了“保护电池并延长寿命”。此外，一些汽车制造商有可调整的充电上限，用户可以预先设置电池停止充电的时间点(例如，他们可以告诉车辆在75%而不是100%停止充电)。此所有者可自由支配区域(上图中的B)与非可自由支配缓冲区(A)结合使用，以限制电池在退化程度较高的区域运行。在以后对降级工具的更新中，我们打算将业主在此可自由支配(B)区域内的运营的影响以及由此产生的对降级率的影响包括在内。让我们来看一个例子：雪佛兰Volt，特别是早期车型年份，有相对较大的顶部和底部保护缓冲区(区域A和D)，它们会随着电池的老化而动态变化。虽然更大的缓冲器意味着更少的驾驶能量，但它应该会导致更持久的电池组。考虑到较大的SOC缓冲器、液体热管理和动态(递减)缓冲器大小，预计电压的退化速率将低于平均速度。

基于现有的远程信息处理数据，我们能够评估车辆暴露在不同因素下的电池退化情况，看看是否与健康下降有任何关联。这些因素包括：

随着时间的推移，我们希望将这些洞察力发展成一种退化工具，可以更好地预测EV的健康状态。

我们能够从数据中收集到的一个令人兴奋的信息是，高使用率的车辆并没有表现出明显更高的电池劣化程度。这应该是一个好消息，因为如果电动汽车只是坐在船队堆场里，你就不会得到电动汽车的好处。外卖？不要害怕让你的电动汽车进入高使用率的工作循环。只要它们在日常行驶范围内，它们的电池寿命就不会受到负面影响。需要注意的是：如果高使用量需要常规直流快速充电，请务必阅读充电类型影响一节。

图5：使用量似乎对降解率没有太大影响。

暴露在非常热的温度下的电池容易受到更多的损坏，但是损坏的幅度有多大呢？亚利桑那州的电动汽车的电池寿命会不会与挪威的相同汽车不同？为了找出答案，我们根据以下气候条件对车辆进行了分组：

温带的：每年在80华氏度(27摄氏度)以上或23华氏度(-5摄氏度)以下的天数少于5天。

如下所示，在炎热气候下驾驶的车辆比在温和气候下驾驶的车辆显示出明显更快的下降速度。如果你和你的舰队在烈日下辛勤劳作，这可不是什么好消息。炎热和寒冷的天气也会影响你的日常活动范围。要了解是如何实现的，请看一下我们针对电动汽车范围的温度工具。

我们能够看到我们系统中电动汽车使用的主要充电水平。北美电动汽车充电站分为三种常见类型：

有关充电和相关成本的概述，请阅读我们的电动汽车充电简单指南。在欧洲大部分地区，充电被称为交流充电(通常相当于北美的2级)和直流充电(如上所述，DCFC)。虽然2级经常被认为是电动汽车充电的最佳方式，但与使用1级的汽车相比，按2级常规充电的汽车之间的电池健康状况差异似乎是可以观察到的，但没有超出统计意义的水平。

图7：与级别2相比，主要充电级别为1的车辆的电池性能下降。但是，dcFCS的使用似乎确实影响了电池性能下降的速度。电池快速充电意味着高电流导致高温，这两者都会使电池紧张。事实上，许多汽车制造商确实建议限制DCFC的使用，以延长他们车辆的电池寿命。在这里，我们查看同一气候组中的所有电池电动汽车(我们选择查看最易受影响的群体-那些在极端气候条件下运行的电动汽车)，并根据他们使用DCFC的频率对它们进行分类：从不使用、偶尔使用(每月1-3次)和频繁(每月超过3次)。

图8：电池退化似乎与季节性或炎热气候下车辆使用DCFC密切相关。那些从未使用DCFC的车辆与那些即使在季节性或炎热气候中偶尔使用DCFC的车辆之间的差异也是显着的。虽然可能还有其他因素在起作用(我们想强调的是，这不是一个对照实验)，但应该优先考虑通过较低功率级别2充电进行充电。

虽然电池退化随型号和外部条件(如气候和充电类型)的不同而不同，但今天上路的大多数车辆并没有经历显着的下降。事实上，总体降级非常温和，平均每年仅损失2.3%的产能。在理想气候和充电条件下，损耗为1.6%。虽然有些事情是操作员无法控制的，但有一些方法可以延长电动汽车电池的寿命。

不要让你的车在充满电或空电的情况下坐着不动。理想情况下，保持你的SOC在20-80%之间，特别是当你离开它的时间更长的时候，并且只在长途旅行中充满电。

最大限度地减少快速充电(DCFC)。一些高使用率的占空比需要更快的充电，但如果您的车辆通宵，级别2应该足以满足您的大部分充电需求。

气候不是操作员所能控制的，但要尽你所能避免极端炎热的温度，比如在炎热的日子里停车时选择阴凉处。

高使用率并不是一个问题，因此舰队应该毫不犹豫地让它们投入工作。电动汽车闲置在车队场地是没有用的，总体来说，增加每辆车的里程数是更好的车队管理实践。

别为小事操心。随着汽车推出更大的电池组，失去一些容量可能不会影响你的日常驾驶需求，也不应该掩盖电动汽车提供的许多好处。计划给你的舰队通电吗？Geotab客户可以获得免费的电动汽车适宜性评估，以消除电动汽车采购中的猜测。找出哪些电动汽车可以做这项工作并省钱。请访问Operate Electric：MyGeotab EV支持页面了解更多信息。最初发表于2019年12月13日。更新于2020年7月7日。

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