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電動汽車電池的退化及使用價值

研究表明，若想使插電式電動汽車占據(jù)更大的市場份額，其需要具有較大的經(jīng)濟優(yōu)勢，且其使用的電池成本需要降低50%以上。大量研究都在試圖通過降低電池原材料的成本來降低電池成本。而若能將替換下的電池用于其它需要儲能裝置中或作為一種備用電源，則會提高電池整個生命周期的價值。若將插電式電動汽車使用過的電池實現(xiàn)二次利用，則需要先了解電池的二次使用價值和壽命。

開發(fā)了評價電池二次使用價值的方法和工具。要實現(xiàn)插電式電動汽車電池二次利用，必須解決以下幾個關鍵問題：①電池在電動汽車上使用多久需要替換；②替換下電池的健康狀態(tài)如何判斷；③如何預測電池二次使用時的壽命。為解決上述問題，介紹了電池退化模型。目前，常用的電池退化模型多以經(jīng)驗為基礎，使用插值方法構建。本文選用國家再生能源實驗室所開發(fā)的半經(jīng)驗模型，該模型可給出選定條件下電池容量和電阻隨時間的變化。分析了更換電池的主要原因，其包括改善加速性能、增加車廂容積、增加電動汽車續(xù)駛里程、降低燃油成本或提高轉售價值。由于車輛加速性能多受逆變器和電機的限制，因此更換較小尺寸的電池束增加內(nèi)部空間需要對汽車進行復雜的改裝，本文不考慮這兩個因素。將考慮的原因量化為對消費者影響的經(jīng)濟因素。結合電池退化模型和量化后的經(jīng)濟因素，利用國家再生能源實驗室開發(fā)的BLAST-V工具計算不同模式和氣候下電池的損耗及荷電狀態(tài)。結果顯示，電池使用8年后能保持原始性能的70%，多數(shù)電池廠商給出的15年內(nèi)更換電池的建議在經(jīng)濟上是不合理的；如果對電池的使用管理妥當，則電池二次使用的壽命可以達到10年以上。

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

編譯：王祥