浅析新能源汽车动力电池的使用影响因素分析

袁国伦 覃勇

摘  要：新能源汽车近些年发展迅猛，符合“绿色，低碳”的时代发展需求，同时满足人们追求环保、高质量生活环境的需求。电池作为新能源汽車的核心动力源，电池的有效使用寿命决定了新能源汽车的有效使用时间，只有延长电池使用寿命才能使得新能源汽车提供更好得便利。文章从影响新能源电池使用寿命等因素进行分析，研究能够延长电池使用寿命得方法。

关键词：新能源汽车;电池;使用寿命

引言

新能源汽车主要是应人们环境保护意识、减少汽车污染排放以及降低石化资源消耗要求而研究的，新能源汽车“绿色出行，节能减排”的关键核心部件是电池。近些年，新能源汽车行业发展迅猛，但是由于新能源汽车研究时间较短，在对电池方面研究进展相对缓慢，出现了许多问题，例如电池使用寿命短，可靠性以及安全性差等问题，因此，为了更好的推动新能源汽车行业的发展，需要从电池入手，解决新能源汽车的核心动力问题。

一、新能源电池

新能源汽车作为未来汽车行业发展主要方向，电池成为新能源汽车动力核心部件，现阶段的新能源汽车电池主要分为铅酸电池、锂电池、燃料电池以及太阳能电池等[1]。各类电池特点不同：

铅酸电池研究较早，发展成为比较成熟的技术，具有制作成本低，放电倍率高、转化效率高等特点成为当前应用最多，但是由于能量密度很低，所以铅酸电池不能为汽车提供良好的续航能力;锂电池与铅酸电池相比，具有更高的储藏能力，其污染小、循环使用寿命时间长、自放电率小等特点使得锂电池成为最有潜力的车用电池，是当下电池方面的研究热点;燃料电池工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能，具有可靠性高、运行寿命长等优点，其中氢燃料电池理论上是可以真正实现零排放、零污染，同样是未来汽车电池的研究方向。

新能源汽车用电池解析

二、新能源汽车电池寿命影响因素

新能源汽车电池在使用寿命管理方面研究缓慢，当下电池在使用过程中，诸多因素会导致电池使用寿命减少，影响新能源汽车的使用体验以及用户安全。影响新能源汽车电池的因素主要有以下几点：

（一）电池技术落后

我国新能源汽车发展起步较晚，仍然处于发展阶段，电池技术也处于较低水平。从电池的设计角度看，不同的电池设计会决定电池的运行方式、性能以及所用材料。在新能源电池的正负极设计中，不同的材料设计会影响到电池的性能，电池运行过程中产生的磁性物质也会对电池的性能产生影响，导致电池容量降低，对电池的使用寿命产生严重影响。在设计过程中需要将电池的材料应用问题做更多的实验分析，避免不稳定因素影响到电池的设计使用寿命。在电池的续航能力设计上仍然不能达到用户需求，相关技术方面没有关键性突破，无法从根本上解决电池稳定性差、使用寿命短等问题，尽管电池领域取得一些成就与进展，但是在对电池的剩余寿命预测以及电池的状态检测技术的实际应用方面仍然不能满足用户需求，无法从技术上解决电池寿命问题。

（二）电池错误使用

如果说电池的设计是影响电池使用的内部原因，那么错误的电池使用方式就是导致电池使用寿命降低的外部原因。电池问题是影响新能源汽车运行的主要因素，而错误使用方式是导致电池出现故障的重要原因。电池的过放电以及电池的过充电都会对电池容量产生不可恢复的影响，会直接导致电池使用寿命降低;此外，很多用户未对新能源电池实施正确的维护保养工作，甚至直接缺少电池的维护保养环节。电池的维护保养工作能够有效的对电池故障进行有效修复与排除避免，正确及时的维护保养工作能够有效的延长电池的使用寿命。电池的放电过程是电池内部能量转换与材料消耗的过程，现阶段电池管理系统中缺少对电池健康状态的实时检测，无法对电池荷电状态、剩余使用寿命以及健康状态进行预测以及监控，无法及时的发现电池故障，无法第一时间制定维护策略和进行维护工作，更无法进行针对性的电池保养工作。

锂离子电池的工作原理[5]

（三）电解液界面膜的阻碍

电池在运行过程中，电池负极表面会产生一层电解液界面膜，会导致电池正负极失去平衡，影响电池内部的电能转换，在电池经过多次充放电循环后会出现电池容量下降[2]，同时，正极活性物质由于界面膜的形成而减少，导致电池内部容量减少，影响电池使用寿命。另外，电池在充电过程中，电解液会与电极发生反应，消耗部分电解液，影响电池的电能转换效率与容量，从而影响到电池的使用寿命，电解液与电极反应繁盛的气体会增加电池内部压力，容易产生爆炸，对电池系统安全产生威胁。

（四）放电损失

电池容量变化直接影响到电池使用寿命，电池容量损失主要分为可逆电池容量变化与不可逆电池容量损失，其主要原因是电池在放置与充放电过程总都会发生自放电反应，影响电池容量。电池的荷电状态是电池剩余电量与额定总电量的比例，比例越小，电池放电深度越深，越容易对电池使用寿命产生影响[3]，电池过放电会电池内部造成破坏，影响电池寿命。另外，电池充放电倍率也会影响到电池容量变化，充放电倍率过高，电池内部电能转化速率，加快反应速度，导致电池温度上升，容易发生短路、起火，甚至发生爆炸，对电池造成不可逆转的损伤，减少电池使用生命周期。

（五）环境温度影响

电池运行受环境温度影响，不同规格电池对环境温度要求不同，拥有各自的最佳运行温度范围，温度会对电池的充放电效率产生影响。温度过低会影响电解液与电极反应效率，温度过高会导致电池充电效率过高，加快电池内部电极、电解液以及添加剂加快消耗，从而影响到电池性能退化，减少使用寿命。

温度对锂电池状态的影响

（六）电池制造质量影响

除电池设计、环境温度以及自身反应外，最关键的因素就是电池制造环节的影响。电池制造商对电池的细节把控不足，为电池安全与质量问题埋下隐患。电池制造材料是否符合设计要求、电池浆料是否均匀、电池极片碾压密度等制造工艺都对电池质量有直接影响，电池的散热同样是重点，部分新能源汽车电池通气散热设计不合理导致电池在使用过程中热量无法及时排放，持续保持高温，对电池外形以及寿命都产生影响。

三、新能源电池延长寿命策略

（一）科学使用电池

新能源汽车电池本身拥有循环使用寿命周期，在日常运行过程中，都会对使用寿命产生影响，合理有效的控制动力电池的充电时间;明确充电时机;防止阳光的暴晒;做好充电器的保护;确保闲置时电池电量充足[6]。通过科学的使用电池并进行合理的维护操作都会有效延长电池的使用生命周期，相反，错误的使用电池，如过度充放电等都会加快电池的使用寿命消耗。需要对电池进行防震防护，防止电池在汽车行驶过程中因震动造成断路或内部构造损坏。需要避免电池长时间充电，同时也不能让电池处于空电状态，否则电池会产生不可逆的损伤，严重影响使用寿命。

（二）剩余寿命预测技术

电池剩余寿命预测（RUL）是电池管理系统核心技术之一，是对电池剩余寿命进行预测分析，进行合理的维护保养，从而达到延长电池使用寿命的目的[4]。在电池维护工作中，需要引入故障预测、故障诊断、荷电状态估计以及剩余寿命预测等技术，对电池健康状态进行合理有效的监管，从而保证电池安全高效运行。电池由于材料、使用方法、环境等因素，电池状态变化各有不同，需要采用健康管理技术对电池状态变化进行检测。

四、总结

电池作为新能源汽车的主要动力源，需要加大对电池领域的研究力度与深度，不断创新，实现电池在使用寿命、续航能力等方面的重大突破。科学使用并对电池系统进行科学健康管理，才能延长电池使用寿命。

参考文献：

[1]谢鹏.浅析新能源汽车动力电池的维护与保养[J].内燃机与配件，2021（18）：170-171.

[2]李亚玲.锂离子电池负极材料研究分析[J].当代化工研究，2021（17）：39-40.

[3]张旭东，李亚辉，邬会杰，古利伟，王丽斋，刘建楼，王亚辉.不同放置方式下电池循环寿命分析[J].蓄电池，2021，58（04）：173-175+186.

[4]林娅，陈则王.锂离子电池剩余寿命预测研究综述[J].电子测量技术，2018，41（04）：29-35.

[5]吕江毅.新能源汽车动力蓄電池技术[M].北京：机械工业出版社，2019.

[6]陆建明.新能源汽车动力电池的维护与保养策略探究[J].时代汽车，2021（18）：75-76.

作者简介：

袁国伦，雅安职业技术学院，学历：本科，职称：助教、高级技师。

通讯作者：

覃勇，雅安职业技术学院，学历：研究生，职称：讲师。

3928500589279