电动汽车电池的寿命有多长?分析1万辆电动汽车的数据

Geotab 的研究结果显示，电动汽车电池可以使用 20 年以上——了解如何通过简单的维护技巧延长电动汽车电池的使用寿命。

• 电动汽车电池寿命：大多数电动汽车电池的寿命为 15-20 年，在中等条件下，平均每年衰减率约为 1.8%。
• 充电方式的影响：频繁使用直流快充会加速电池老化，尤其是在炎热气候下。二级充电对电池的损害较小。
• 电池健康最佳实践：为了延长电动汽车电池寿命，请将电量保持在 20%-80% 之间，尽量减少暴露于极端温度下的时间，并尽可能限制快速充电。

电动汽车电池健康状况是指电动汽车电池随时间推移的状况和性能容量。它衡量的是电池与初始容量相比，保持储能和供能能力的程度。保持良好的电池健康状况对于电动汽车车主来说至关重要，这关系到能否确保最佳续航里程、效率和 车辆整体性能。

但这些电池在实际使用中究竟能用多久呢？通过分析 10,000 辆电动汽车的数据，我们发现了一些模式、影响因素和见解，从而更清晰地了解电动汽车电池的寿命，以及如何最大限度地延长电池寿命。

电动汽车电池能用多久？

我们在2019年分析电动汽车电池健康状况时发现，电动汽车电池平均每年衰减2.3%。然而，2024年的最新分析显示，情况已显著改善：电动汽车电池的平均衰减速度降至每年1.8%。这一改善凸显了电池技术和耐久性的持续进步。

根据 Geotab 的研究，如果电池衰减速度继续保持目前的提升水平，电动汽车电池的使用寿命可达 20 年甚至更久。

最新的Geotab数据显示：

• 目前，75%的轻型商用车可以被同等性能的电动汽车取代。
• 电动汽车在其使用寿命期间每辆车可节省 15,900 美元。

电动汽车的续航里程会随着时间推移而减少吗？

是的，电动汽车的续航里程会随着时间推移而因电池衰减而减少。然而，由于平均每年衰减率仅为1.8%，电动汽车的大部分续航里程应该可以保持十年以上，从而确保其长期的实用性和价值。

影响电池寿命的常见因素有哪些？

现代纯电动汽车（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）主要使用 锂离子电池，这种电池以其高效性和耐用性而闻名。然而，有几个因素会影响这些电池的寿命，并导致其续航里程随时间推移而下降：

• 老化：所有电池都会随着时间的推移而老化，容量降低。
• 温度：极端的高温或低温会加速磨损，凸显了热管理的重要性。
• 工作充电状态：将充电量保持在 20% 到 80% 之间可最大限度减少损耗。
• 交流充电与直流充电：频繁的直流快速充电可能比慢速的交流充电更快地损坏电池。
• 使用情况（能量循环）：每次充放电循环都会对容量产生轻微影响。
• 电池化学成分：锂离子电池，如NMC或LFP，其耐用性各不相同。
• 电池系统和热管理：这些功能有助于保持效率并防止过热。

为了缓解 电动汽车的里程焦虑，您可以使用诊断工具来监控性能，并优先进行电动汽车电池维护，以延长电池寿命。

液冷和风冷哪种更有利于电动汽车电池的寿命？

液冷系统比被动式风冷系统更有利于延长电动汽车电池寿命。如图 1 所示，采用液冷系统的 2015 款特斯拉 Model S 的平均衰减率为 2.3%。相比之下，采用被动式风冷系统的 2015 款日产聆风的衰减率则高达 4.2%。 

这些数据表明，强大的热管理系统可以大大减缓电池衰减。

图 1：2015 款特斯拉 Model S（液冷）与 2015 款日产 Leaf（被动式空气冷却）的电池衰减比较。

什么是电动汽车电池衰减？

电动汽车电池衰减是一个自然过程，它会永久性地降低电池的储能能力或输出功率。电动汽车电池通常能够输出比动力系统部件所能承受的功率更大的功率。因此，电动汽车很少出现功率衰减，只有电池储能能力的下降才是需要考虑的问题。

电动汽车电池的状态称为其健康状态（SOH）。电池初始健康状态为100%，但随着时间的推移会逐渐下降。例如，一块60千瓦时的电池，如果健康状态为90%，其实际性能相当于一块54千瓦时的电池。

电动汽车电池会老化吗？

是的，和所有电池一样，电动汽车电池也会老化。但是，电动汽车电池的平均健康状况仍然很高，而且新车型的电池老化速度也在不断改善。

我们最新的研究发现，电动汽车电池的平均年衰减率为1.8%。上次我们在2019年分析电池衰减情况时，发现平均年衰减率为2.3%（这已经相当不错了）。

下图显示了所分析的 11 款电动汽车的电池衰减率。

电动汽车电池衰减是线性的吗？

虽然我们的分析显示电池性能衰减大致呈线性，但通常情况下，电动汽车电池的寿命衰减并非线性：初始阶段会略有下降，之后虽然会持续下降，但速度会放缓得多。在电池寿命末期，驾驶员会看到电池健康状况出现最终的显著下降，如下图所示。

图 3：预期电池衰减曲线。

温度如何影响电池衰减？

温度对电池性能衰减起着至关重要的作用。暴露在极端高温环境下的电动汽车电池比在较冷气候下老化速度更快。例如，在亚利桑那州行驶的电动汽车电池寿命可能比在挪威行驶的同款车型更短。

为了研究这个问题，我们按气候条件对车辆进行了分组：

• 温带：每年气温高于 80℉ (27℃) 或低于 23℉ (-5℃) 的天数少于 5 天。
• 炎热：每年超过五天气温高于 80℉ (27℃)

图 4：暴露在高温天气下的电池比暴露在温带气候下的电池衰减速度更快。

如图 4 所示，电动汽车在炎热气候下电池性能衰减速度更快。这对于在高温地区运营的车队来说是一个令人担忧的问题，但采取电动汽车电池维护策略可以有所帮助。优化 电动汽车充电习惯和使用热管理系统等措施对于保持电动汽车电池的健康至关重要。

高车辆使用率是否会影响电池衰减？

出乎意料的是，我们的研究发现，高频使用电动汽车的电池衰减程度并不比低频使用电动汽车显著更高。这令人鼓舞，因为电动汽车在更频繁的驾驶情况下能带来更高的性价比。

关键在于：只要电动汽车的使用频率在日常续航里程范围内，即使频繁使用也不用担心电池加速损耗。但是，对于高使用率的车辆，频繁使用直流快充可能会加速电池性能下降。

图 5：使用量对平均衰减率的影响很小（48 个月内约为 0.25%）

充电方式如何影响电池健康？

我们的分析表明，在控制直流充电使用情况的情况下，高使用率车辆和低使用率车辆的损耗率没有显著差异。 

然而，在对同一车型进行高强度使用情况下，在不同的气候和充电功率下进行分析后，我们发现高温气候、高功率充电使用频率和电池性能下降之间存在很强的相关性。

我们得以了解系统中电动汽车的主要充电功率水平。北美电动汽车充电站大致可分为三种类型：

• 交流电1级（120伏）——北美地区的普通家用插座
• 交流电二级（240伏）——通常用于家庭或车队充电
• 直流快速充电 (DCFC) – 用于更快地充电

与经常使用 1 级充电的汽车相比，经常使用 2 级充电的汽车的电池健康状况存在明显的差异，但这种差异在统计学上并不显著。

图 6：主要以 1 级充电的车辆与主要以 2 级充电的车辆的电池衰减情况对比。

另一方面，使用直流快速充电设备似乎确实会显著影响电池的衰减速度。快速充电意味着高电流，从而导致高温，这两者都会对电池造成损害。事实上，许多汽车制造商建议车主和车队管理人员限制使用直流快速充电，以延长电动汽车的电池寿命。

下面，我们将根据电池电动汽车在炎热气候条件下使用直流快速充电的频率，来考察它们：从不使用、偶尔使用（每月 0-3 次）或经常使用（每月 3 次以上）。

图 7：电池衰减似乎与季节性或炎热气候下车辆使用直流燃料电池 (DCFC) 密切相关。

充电状态如何影响电动汽车电池寿命？

充电状态 (SOC)指的是电动汽车电池的剩余电量与其总容量的比值。充满电的电池 SOC 为 100%，完全放电的电池 SOC 为 0%。然而，由于存在用于保护电池健康的充电缓冲机制，实际可用电量通常会低于 100%。

电池电量接近满格或过低都会缩短其使用寿命，因此汽车制造商会设置缓冲机制来防止极端充电状态。这些缓冲机制通过制造商的设置限制充电容量，确保电池不会频繁达到最大或最小充电水平。

图 8：电池保护缓冲器控制电动汽车的可用充电状态窗口。

许多现代电动汽车，例如特斯拉，可以通过空中软件更新来调整缓冲容量，从而延长电池寿命。一些制造商还允许用户设置自定义充电限制（例如，充电至 75% 而不是 100%），这有助于进一步延长电池寿命。

缓冲效应如何影响电池寿命？

缓冲效应旨在保护电动汽车电池免受损耗，防止充电过充或放电过低。汽车制造商利用这些缓冲来延长电池寿命，缓冲容量越大，可用于行驶的能量越少，但损耗速度越慢。

例如，雪佛兰Volt（现已停产）采用了更大的顶部和底部缓冲垫，这些缓冲垫会随着电池老化而动态调整。这种设计使得电池衰减速度低于平均水平，证明了这些缓冲垫在延长电池寿命方面的优势。

图 9：雪佛兰 Volt 与所有车辆的电池随时间推移的衰减情况。

电动汽车需要维护多少块电池？

电动汽车通常需要维护两种类型的电池：为车辆提供动力的主高压电池和用于处理较小电气功能的 12 伏电池，例如为车灯、信息娱乐系统和车辆控制系统供电。 

虽然高压电池由于其设计特点，通常不需要 频繁维护，但12伏电池仍应定期检查，因为它会随着时间推移而老化。您应该同时监测两块电池，以确保车辆高效运行。一些制造商提供监测系统，可以帮助您跟踪两块电池的健康状况。

电动汽车中12伏电池的用途是什么？

电动汽车中的12伏电池为车灯、电动车窗、信息娱乐系统和其他辅助组件等重要系统供电。虽然它不驱动车辆，但它确保所有低压系统即使在车辆熄火时也能正常工作。

电动汽车电池报废后会发生什么？

电动汽车电池没电后，就无法储存或提供足够的能量来驱动车辆。根据问题的严重程度，可能需要更换整个电池。 

然而，许多电动汽车电池的设计寿命都很长，当电池老化时，制造商可能会提供回收计划，以帮助安全地处置或重新利用废旧电池。

如何保持电动汽车电池健康并延长其寿命

虽然有些因素超出了运营商的控制范围，但驾驶员和车队管理人员可以遵循一些最佳实践来延长电动汽车电池的寿命，进而延长电动汽车的整体寿命。

调低温度

高温会加速电池老化，因此，为了确保电池的最佳健康状态，电动汽车必须保持在适宜的温度环境中。在这样的温度下，电池老化速度可能会比平均水平慢。如果您正在考虑购买哪款车，请考虑采用液冷电池的车型，因为液冷电池比风冷电池能提供更好的保护。

注意充电

为保持电动汽车电池健康，应尽量减少直流快充，尤其对于高负荷运行的车队而言。如果车辆夜间停放，二级充电即可满足需求。 

避免将车辆充满电或完全耗尽电量后再离开；最好将电池电量保持在 20% 到 80% 之间，尤其是在长时间不使用车辆的情况下。如果条件允许，可以使用可调节的缓冲设置来自动完成此过程，并将满电状态留给长途旅行。

让这些车辆发挥作用

不要犹豫，充分利用您的电动汽车。高车辆使用率不会对电动汽车电池寿命产生负面影响，因此您可以通过增加行驶时间来降低总拥有成本。 

事实上，保持电动汽车的正常使用状态有助于维持稳定的充电循环，避免长时间闲置导致的效率下降，从而促进电池的最佳健康状态。但是，需要注意的是，频繁使用直流充电，尤其是在炎热气候下，可能会加速电池的损耗。

关注您的电动汽车电池数据

远程信息处理数据对于了解车队电动汽车电池的健康状况至关重要。借助 电动汽车车队管理解决方案，您可以实时监控电池容量、跟踪衰减率，并根据数据做出决策以延长车辆寿命。这些数据使您能够采取主动或纠正措施，确保车辆长期保持高效且经济。