电动汽车电池的退化及使用价值

研究表明，若想使插电式电动汽车占据更大的市场份额，其需要具有较大的经济优势，且其使用的电池成本需要降低50%以上。大量研究都在试图通过降低电池原材料的成本来降低电池成本。而若能将替换下的电池用于其它需要储能装置中或作为一种备用电源，则会提高电池整个生命周期的价值。若将插电式电动汽车使用过的电池实现二次利用，则需要先了解电池的二次使用价值和寿命。

开发了评价电池二次使用价值的方法和工具。要实现插电式电动汽车电池二次利用，必须解决以下几个关键问题：①电池在电动汽车上使用多久需要替换；②替换下电池的健康状态如何判断；③如何预测电池二次使用时的寿命。为解决上述问题，介绍了电池退化模型。目前，常用的电池退化模型多以经验为基础，使用插值方法构建。本文选用国家再生能源实验室所开发的半经验模型，该模型可给出选定条件下电池容量和电阻随时间的变化。分析了更换电池的主要原因，其包括改善加速性能、增加车厢容积、增加电动汽车续驶里程、降低燃油成本或提高转售价值。由于车辆加速性能多受逆变器和电机的限制，因此更换较小尺寸的电池束增加内部空间需要对汽车进行复杂的改装，本文不考虑这两个因素。将考虑的原因量化为对消费者影响的经济因素。结合电池退化模型和量化后的经济因素，利用国家再生能源实验室开发的BLAST-V工具计算不同模式和气候下电池的损耗及荷电状态。结果显示，电池使用8年后能保持原始性能的70%，多数电池厂商给出的15年内更换电池的建议在经济上是不合理的；如果对电池的使用管理妥当，则电池二次使用的寿命可以达到10年以上。

Jeremy S. Neubauer et al. SAE 2015-01-1306.

编译：王祥