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電動(dòng)汽車電池的退化及使用價(jià)值

研究表明，若想使插電式電動(dòng)汽車占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，其需要具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，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(chǔ)能裝置中或作為一種備用電源，則會(huì)提高電池整個(gè)生命周期的價(jià)值。若將插電式電動(dòng)汽車使用過的電池實(shí)現(xiàn)二次利用，則需要先了解電池的二次使用價(jià)值和壽命。

開發(fā)了評(píng)價(jià)電池二次使用價(jià)值的方法和工具。要實(shí)現(xiàn)插電式電動(dòng)汽車電池二次利用，必須解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題：①電池在電動(dòng)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(yù)測(cè)電池二次使用時(shí)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(yàn)為基礎(chǔ)，使用插值方法構(gòu)建。本文選用國家再生能源實(shí)驗(yàn)室所開發(fā)的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，該模型可給出選定條件下電池容量和電阻隨時(shí)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(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程、降低燃油成本或提高轉(zhuǎn)售價(jià)值。由于車輛加速性能多受逆變器和電機(jī)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(duì)汽車進(jìn)行復(fù)雜的改裝，本文不考慮這兩個(gè)因素。將考慮的原因量化為對(duì)消費(fèi)者影響的經(jīng)濟(jì)因素。結(jié)合電池退化模型和量化后的經(jīng)濟(jì)因素，利用國家再生能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的BLAST-V工具計(jì)算不同模式和氣候下電池的損耗及荷電狀態(tài)。結(jié)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(jì)上是不合理的；如果對(duì)電池的使用管理妥當(dāng)，則電池二次使用的壽命可以達(dá)到10年以上。

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

編譯：王祥