延長(zhǎng)新能源汽車電池的使用壽命因素分析

摘要：在我國發(fā)展的新時(shí)期，新能源汽車行業(yè)得到了快速發(fā)展，新能源汽車具有諸多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，環(huán)保性的特點(diǎn)比較明顯，在現(xiàn)階段已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注。在新能源汽車的使用過程中，電池的使用壽命十分重要，直接決定了汽車的使用時(shí)間。因此，從多方面入手，著重分析了延長(zhǎng)新能源汽車電池使用壽命的影響因素。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；電池；使用壽命因素

中圖分類號(hào)：U469.7? 收稿日期：2023-05-20

DOI：1019999/jcnki1004-0226202308023

1 前言

近年來，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新能源汽車的銷量呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)。隨著新能源汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多品種的電池已逐步投入生產(chǎn)和應(yīng)用，這些電池的性能不同，其優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)的有所不同。但是不管是哪一種電池，只有保證電池的使用壽命，才能夠提升新能源汽車的使用時(shí)間。對(duì)此，需要對(duì)電池的使用壽命因素進(jìn)行研究，并采取可行性、合理性的方法延長(zhǎng)其使用時(shí)間，才能進(jìn)一步促進(jìn)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。

2 新能源電池

通過對(duì)新能源汽車的研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段主要有三種類型的電池。

a.鉛酸電池。這種電池出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較早，經(jīng)過科技人員長(zhǎng)時(shí)間的研究改進(jìn)，此類電池相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)比較突出。比如，它具有經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，制作成本不高，一直以來都是其使用的主要因素。但是這種電池并不是完全沒有缺點(diǎn)，經(jīng)過實(shí)踐表明，其能量密度較低，續(xù)航性能較差。

b.鋰電池。這種電池與其他類型的電池相比，基本上不會(huì)對(duì)環(huán)境造成大的危險(xiǎn)，與以上所提到的電池相比，其使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此，它也成為具有發(fā)展?jié)摿?、使用時(shí)間較長(zhǎng)的電池。

c.燃料電池。這種電池的工作原理相對(duì)比較特殊，從整體上來看，其安全性較強(qiáng)、運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，具有比較明顯的優(yōu)點(diǎn)。從這種電池的運(yùn)行原理來看，它能夠真正意義上實(shí)現(xiàn)零污染，這也是現(xiàn)在、未來需要研究的一個(gè)重要方向[1]。

3 新能源汽車電池壽命影響因素

3.1 電池技術(shù)落后

在現(xiàn)階段，我國新能源汽車行業(yè)雖然發(fā)展速度較快，但是起步時(shí)間較晚，對(duì)電池技術(shù)的研究水平并不高。

a.在電池設(shè)計(jì)過程中，如果電池的設(shè)計(jì)不同，電池生產(chǎn)所應(yīng)用的材料、運(yùn)行的原理、性能都會(huì)有明顯的差異，也會(huì)影響實(shí)際的使用時(shí)間。以電池的正負(fù)極設(shè)計(jì)為例，影響電池性能的因素較多。其中，材料是主要的影響因素，不同的材料會(huì)對(duì)整體的性能造成不同的影響。如果選擇的材料中磁性物質(zhì)的含量較高，在達(dá)到一定的程度時(shí)，會(huì)影響到電池的后續(xù)使用，甚至產(chǎn)生安全問題。

b.在整個(gè)電池設(shè)計(jì)過程中，各項(xiàng)工作的開展都需要人員的參與。因此，在進(jìn)入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之后，對(duì)于所選擇的材料，需要對(duì)實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過檢測(cè)與分析工作，了解其中所存在的不穩(wěn)定因素，避免影響電池的正常使用?，F(xiàn)階段的電池設(shè)計(jì)中，經(jīng)過長(zhǎng)期的摸索，在部分方面已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是不難發(fā)現(xiàn)在續(xù)航方面仍然存在問題，不能達(dá)到實(shí)際的使用需要，與用戶的需求不符。比如，電池經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，現(xiàn)階段仍然沒有出現(xiàn)有效的方式對(duì)剩余的使用時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，包括檢測(cè)電池狀態(tài)方面，都無法滿足現(xiàn)階段的使用需求，技術(shù)上的難關(guān)尚未完全突破。

3.2 電池錯(cuò)誤使用

電池的使用壽命之所以較短，與多個(gè)因素有關(guān)。其中，設(shè)計(jì)方面的因素為內(nèi)部原因，受到客觀因素的限制，這方面的原因很難在完全意義上避免；使用方面的原因?yàn)橥獠吭?，也是電池出現(xiàn)故障最主要的問題。

a.部分用戶在使用新能源汽車時(shí)，沒有考慮到電池的情況，存在不合理的使用現(xiàn)象。比如，過度行駛的情況比較常見，甚至還有部分用戶，到最后無法驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)才會(huì)考慮電池的情況。這種情況不管對(duì)于哪種類型的電池，都會(huì)造成較大的傷害。

b.快速充電?？焖俪潆姺绞叫枰诙虝r(shí)間內(nèi)加大充電電流。但是目前的技術(shù)水平十分有限，就目前所使用的電池而言，如果在短時(shí)間內(nèi)加大電流進(jìn)行充電，其老化速度會(huì)大大提升。

c.部分車主認(rèn)為只需要做好汽車外部的維護(hù)工作即可，將維護(hù)的重點(diǎn)放在硬件的保養(yǎng)方面，直接越過了電池的保養(yǎng)。但需要注意的是，電池不同于其他部件，它對(duì)于充電、放電的電流具有明確的說明和要求，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用之后，內(nèi)部材料不可避免地會(huì)出現(xiàn)損耗，如果沒有定期檢測(cè)工作，在電池出現(xiàn)問題時(shí)無法在第一時(shí)間了解是哪一方面的問題，會(huì)產(chǎn)生更多的間接使用成本，從而也降低電池使用壽命[2]。

3.3 放電損失與環(huán)境溫度影響

電池容量的變化看似不重要，與電池使用的關(guān)系不大，但是事實(shí)上兩者之間有著十分重要的聯(lián)系。

a.如果汽車長(zhǎng)時(shí)間沒有使用，電池放置時(shí)間過于長(zhǎng)，由于電池本身的物理屬性，會(huì)進(jìn)行持續(xù)性放電，雖然放電速度很慢，最多只有1％的速度，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間后，會(huì)直接影響到電池的容量。

b.在充電、放電倍率都過高的情況下，內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)的速度將會(huì)大大提升，內(nèi)部溫度上升，容易引發(fā)各種各樣的問題。比如，比較常見的有短路問題、爆炸的情況等。這些情況一旦出現(xiàn)，將會(huì)對(duì)電池造成較大的損傷，且使用時(shí)間也會(huì)大大縮短，甚至無法繼續(xù)使用，造成永久性的傷害。

c.電池的運(yùn)行比較容易受到外部環(huán)境的影響。不同類型的電池對(duì)于溫度因素的要求也會(huì)不同，在運(yùn)行時(shí)有著各自合適的溫度范圍，不管是溫度過高，還是過低，都有可能會(huì)影響到電池的狀態(tài)。比如，在溫度過高的情況下，內(nèi)部相關(guān)物質(zhì)消耗的速度會(huì)大大提升，進(jìn)而使整體的運(yùn)行性能受到影響，降低使用時(shí)間[3]。

4 新能源電池延長(zhǎng)壽命策略

4.1 科學(xué)使用電池

電池經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一定的消耗，每一次的充電、放電，都是能源消耗的一個(gè)過程。如果能夠使用規(guī)范的方法，不僅可以達(dá)到甚至還可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的使用壽命。

a.要從安裝環(huán)節(jié)入手，在安裝電池之前，需要做好準(zhǔn)備工作。具體來說，需要先觀察電池的狀態(tài)，觀察表面是否存在灰塵，如果外部有灰塵，需要運(yùn)用合理的方式清理干凈。與此同時(shí)，在對(duì)正負(fù)極進(jìn)行接線時(shí)，需要注意處理的力度，松緊程度要合適。在電池安裝完成之后，為了避免后續(xù)運(yùn)行過程中造成磕碰，可以在底部放上一層防震材料。

b.在電池使用過程中，在非必要的情況下，要避免長(zhǎng)時(shí)間或者運(yùn)用加大電流的方式充電。如果汽車運(yùn)行出現(xiàn)問題，要盡快檢查電池的狀態(tài)，判斷是否出現(xiàn)異常。比如，在夏天用車時(shí)，要避免直接放在陽光下，可以放在樹蔭下或者比較陰涼的區(qū)域。如果車內(nèi)溫度較高，輕則會(huì)影響電池的運(yùn)行，重則可能會(huì)發(fā)生更加嚴(yán)重的問題。在冬季用車時(shí)，要避免直接行駛，在啟動(dòng)之前可以先進(jìn)行預(yù)熱，讓電池有一個(gè)適應(yīng)的過程，經(jīng)過5～6 min，然后正常運(yùn)行。

c.在需要更換電池時(shí)，要注意新電池的說明、使用方法、尺寸等因素，注意與發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的匹配性。

4.2 加強(qiáng)電池研究設(shè)計(jì)

a.研究人員在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)行業(yè)的情況進(jìn)行了解，掌握用戶、市場(chǎng)需求的詳細(xì)情況，并以此為基礎(chǔ)展開設(shè)計(jì)工作。

b.從現(xiàn)階段新能源汽車發(fā)展的整體情況來看，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與摸索，在多個(gè)不同的方面都已經(jīng)得到了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，但是電池性能的提升仍是迫切需要解決的一個(gè)方面。因此需要通過不斷的研究，進(jìn)一步完善電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使性能、耐久性都能夠得到進(jìn)一步提升，才能延長(zhǎng)使用時(shí)間。

c.在整個(gè)電池設(shè)計(jì)過程中，需要注意多方面的內(nèi)容。比如，在正負(fù)極材料的選擇方面、導(dǎo)電劑的分布等方面，需要給予重點(diǎn)關(guān)注，進(jìn)行重點(diǎn)考慮和設(shè)計(jì)。以電解液的使用為例，需要對(duì)其中的成分進(jìn)行全面了解，掌握其中所使用的添加劑，并且要通過多種方式，開展反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，由更專業(yè)的人員參與進(jìn)來，考慮其中不同物質(zhì)可能會(huì)對(duì)電池所產(chǎn)生的影響，要盡量除去其中的影響因素，最大程度上降低后續(xù)電池出現(xiàn)問題的幾率。

d.由于電池的制作程序比較復(fù)雜、嚴(yán)格，在物理材料的選擇與使用方面，包括化學(xué)材料的應(yīng)用上，對(duì)于每一個(gè)操作環(huán)節(jié)，都需要根據(jù)操作要點(diǎn)建立與之相對(duì)應(yīng)的控制制度，按照具體的規(guī)定、要求，嚴(yán)格把握每一個(gè)環(huán)節(jié)，要將品質(zhì)放在制作、生產(chǎn)過程中的第一位，確保材料的運(yùn)用能夠與行業(yè)的規(guī)定、國家的要求保持高度相符。

e.在進(jìn)入電池裝配環(huán)節(jié)之后，要關(guān)注多道不同的工序。對(duì)此，操作人員要注意自己每一環(huán)節(jié)的操作，安裝一定要按照行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不僅要保證電池具備一定的通風(fēng)性能，還要確保不會(huì)受到其他因素的影響和干擾，進(jìn)而從整體上提升電池使用壽命[4]。

4.3 提高電池檢測(cè)技術(shù)水平

在新能源汽車技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)越來越多新的電池種類，也正是由于這方面的原因，所帶來的不穩(wěn)定因素也會(huì)隨之增加。由此可見，組建專業(yè)的電池檢測(cè)團(tuán)隊(duì)十分有必要。通過電池檢測(cè)技術(shù)，能夠保障電池的運(yùn)行安全，對(duì)于新能源汽車企業(yè)而言，需要通過對(duì)檢測(cè)制度的分析和掌握，結(jié)合行業(yè)的檢測(cè)情況，不斷提升自身的檢測(cè)能力，完善內(nèi)部的檢測(cè)管理制度和標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，還可以通過與高校的合作，為檢測(cè)工作提供更多優(yōu)質(zhì)的人才，主動(dòng)了解和學(xué)習(xí)檢測(cè)技術(shù)，不斷提升電池檢測(cè)技術(shù)水平，進(jìn)一步保障新能源汽車的運(yùn)行安全。

4.4 注意電池使用環(huán)境

目前，新能源汽車電池經(jīng)過不斷的改進(jìn)，在質(zhì)量方面已經(jīng)有了明顯的提升，并且對(duì)于一些特殊環(huán)境，也能夠得到正常運(yùn)行。但不可否認(rèn)的是，它仍然存在一些干擾因素，受到客觀因素的影響，這會(huì)對(duì)電池的使用帶來負(fù)面影響。

a.在常規(guī)環(huán)境下，如果電池按照正確的方式使用，一般不會(huì)影響其使用壽命，但是惡劣的環(huán)境對(duì)于電池的危害性較強(qiáng)，這要特別注意。比如，在進(jìn)入夏天之后，在溫度不斷升高的情況下，如果不注意汽車的停放區(qū)域，導(dǎo)致車內(nèi)溫度過高，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的暴曬，電池很容易出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象。由此可見，在電池時(shí)存放時(shí)要重點(diǎn)考慮環(huán)境溫度，只有好的存放空間和合適的外部環(huán)境，才能夠避免電池受到其他因素的影響。

b.電池存放箱除了要具備通風(fēng)條件之外，還需要具備良好的防水性能、防塵性等等。在設(shè)計(jì)電池箱時(shí)，要重點(diǎn)考慮通氣柵欄的設(shè)計(jì)，要保證具有良好的散熱性，同時(shí)能夠防灰防塵。

c.在電池暫時(shí)不需要使用，需要在機(jī)箱中長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)，很容易受到各種因素的影響。對(duì)于使用者而言，其需要每隔一段時(shí)間觀察電池的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常情況，要盡快檢測(cè)，做好保養(yǎng)和維護(hù)工作。

d.如果電池使用時(shí)間過長(zhǎng)，在接線部位出現(xiàn)問題的幾率較高，要重點(diǎn)關(guān)注該問題。比如，在現(xiàn)實(shí)中比較常見有腐蝕的情況、生銹等，在使用時(shí)要定期進(jìn)行檢查[5]。

5 結(jié)語

延長(zhǎng)新能源汽車電池的使用壽命十分重要。對(duì)于新能源汽車的使用者而言，需要對(duì)影響電池使用壽命的因素進(jìn)行全面、細(xì)致分析，并且需要從多個(gè)層面入手，做好電池的保養(yǎng)工作，保障電池的使用壽命；對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，要不滿足于現(xiàn)階段的研究成果，開發(fā)出更好、質(zhì)量高、使用壽命長(zhǎng)的電池，從而使新能源汽車能夠更好地為人們服務(wù)，滿足現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展需求，進(jìn)一步推動(dòng)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔博翔，劉艷紅，牛鵬斌新能源材料及其在電池中的應(yīng)用[J]信息記錄材料，2021，22（10）：234-236

[2]朱玉春，萬福成，戚逸飛新能源動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨的困境及對(duì)策[J]信陽農(nóng)林學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，32（2）：46-48+56

[3]楊鑄鑫我國新能源汽車發(fā)展與動(dòng)力電池綜合測(cè)試技術(shù)[J]科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，11（36）：101-103+109

[4]張清郁新能源汽車動(dòng)力電池安全問題分析及解決對(duì)策[J]科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2021（12）：73-74+77

[5]張鵬霄新能源汽車電池核心技術(shù)故障診斷與排除方式[J]內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（23）：126-127

作者簡(jiǎn)介：

和志勇，男，1989年生，講師，研究方向?yàn)槠嚲S修、汽車營銷。