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健康状态……那是什么?[电池循环次数 #6 | 2026年发布]

健康状态……那是什么?[电池循环次数 #6 | 2026年发布]

五年前,在volytica diagnostics GmbH首席执行官Claudius Jehle的见解指导下,我们推出了“电池循环”系列文章,旨在揭示锂离子电池的复杂性。

该系列为所有从事电动出行领域的人士提供了大量宝贵的见解。

如今五年过去了,我们仍在Claudius Jehle的协助下回到这些主题上,并结合实际数据与经验教训进一步丰富内容。

经过最新更新的完整系列文章还将作为专题报道,刊登在2026年全年的《可持续巴士》(以及姊妹平台《可持续卡车与厢式车》和《动力总成国际》)杂志上。

欢迎您通过info@sustainable-bus.com向我们提出问题、反馈意见或提供稿件。

欢迎阅读《电池循环》系列的新文章——本系列旨在用通俗易懂的语言,同时结合严谨的技术分析,揭开这个“黑箱”的神秘面纱。上一篇文章介绍了什么是电池平衡,以及为何它对确保电池性能至关重要。由于本系列文章是逐篇递进的,我们强烈建议您阅读之前所有的文章(内容涉及不同的电池化学体系、SOC状态及充电相关知识)。

“健康状态”这一术语无疑是电池行业中最具争议的词汇。没有其他——剧透一下:定义模糊或不清的——术语能像“健康状态”那样被如此广泛地使用于各种情境和目的之中。如果可以回到过去,我们一定会试图彻底摒弃它,因此人们常常会用引号将其标出。作为参考,整个行业的几乎所有财务保修风险都与“健康状态”相关,但该行业却缺乏一个通用的定义:这在较年轻的工业史上是前所未有的。

但实际上它确实存在,那么它究竟是什么?又不是什么?让我们来弄清楚。

为便于理解,我们大致将“健康状态”视为电池容量的相对指标(即以百分比表示),而非电阻、性能、安全性等方面的指标。不过请相信,这已经足够复杂了。

电池退化现象

SoH在评估电池老化程度时被广泛使用,即用于判断经过若干年后电池还剩下多少容量,这种做法并无错误,但也并非全部真相。事实上,可释放的能量量取决于具体使用条件,而且电池之间的电量不平衡会对系统性能产生显著影响,这表明除了长期效应外还有其他因素在起作用。

按照最通用且被广泛接受的定义,SoH是指电池在平衡状态下瞬间可用的容量,其测量方法为通过BMS以恒定电流(或恒定功率)将电池的SoC从100%放电至0%,再将所得数值除以一个参考值,例如标称的型号参数值。您可能会发现——尽管我们已经对其进行了简化——这句话仍存在很大的解释空间,容易引发争论。诸如“瞬间”、“可用”、“充电与放电”、“恒定电流与恒定功率”、“容量”以及“参考值”等词汇都可能导致不同的理解。让我们从最引人注目的一个词开始:‘可用’。

实用建议:务必深入理解“健康状态”(SoH)的不同含义,并持续全面地掌握整个车队的剩余容量情况。仅靠手动容量测试无法获得这些信息。在解读手动容量测试结果时需格外谨慎,尤其是那些由原始设备制造商提供的结果。与它所带来的运营和财务效益相比,持续进行高级电池容量分析(包括技术性能评估)所需的额外成本微不足道。

BMS自然会对其如何控制电池以及电压限制等参数有所说明,这或许并不令人意外。我们在之前的文章中了解到,它会维持一个“可用”的电池状态百分比,也就是我们在显示屏和工具上看到的那个数值,而0/100%从“技术层面”上来说并不代表电池完全空了或充满——这只是它实际能提供给你的电量,还会保留一定的技术储备。

当电池衰减情况被隐藏起来时……

到目前为止这一切都很明显。但试想,如果BMS每年都始终提供相同容量的电量会怎样?你购买了一块容量为300千瓦时的电池,交付时进行测试:结果确实是300千瓦时。之后你大量使用这块电池,到了第五年再测试时,结果依然是300千瓦时。有些人会为此感到自豪(“看,我们多么注重电池保护啊!”),而有些人则会持怀疑态度(“这怎么可能?为什么电池没有衰减?”)。

这个小小的思想实验极具现实意义,许多电池制造商都采用“消耗缓冲容量”的策略:安装过高的容量,然后让其不断因老化而减少——但尽可能不对用户暴露这一情况。直到技术上可用的容量下降到低于设定值为止……

请注意:在日常使用及容量测试中体现出的容量首先是由软件定义的;根据所采用的电池管理系统策略不同,它未必会受到老化的影响。

需要证据吗?这里展示了由volytica的持续监控引擎分析出的约500千瓦时的电动巴士1年内的技术容量(偏红色)与实际运行容量(偏蓝色)。您会清楚地观察到至少两点:

  1. 这款电动巴士的电池管理系统采用了“消耗缓冲区”的策略:实际运行容量始终保持恒定……
  2. ……而“真实”容量则虽缓慢,但确实在呈现下降趋势。

大约七年后,缓冲区将被耗尽,电池管理系统将不得不根据容量衰减的速度相应降低实际运行容量。如果没有这种先进且持续的分析手段,车主和运营商就只能依靠耗费大量人力的人工检测方式,而这类检测从来不会评估技术容量,仅能查看始终恒定的实际运行容量。

保留缓冲区

当然,还有另一种类似的理念,我们称之为“保持缓冲区”,这种做法也经常被采用,对大多数人来说更为自然——因为至少从表面上看,它的性能确实会下降:软件无法使运行容量保持恒定,而是会随着技术上可用的容量大致同步下降——这就要求电池管理系统具备更高的复杂度,它必须能够更频繁、更精确地监测实际的电化学容量,就像另一种方案那样。

如果电池管理系统无法做到这一点,因为这在技术上极具挑战性,且其容量下降的速度比实际老化速度更快,那么人们所感受到的性能与价值损失就会过高!

电量健康度、寿命终结与安全性

有一种根深蒂固的传言称,当电量健康度达到制造商设定的阈值,比如70%时,电池就进入了“寿命终结”阶段。但这里其实存在一个显而易见的漏洞:所谓的电量健康度实际上是指电池在日常使用中的实际可用净容量,这一数值是由电池管理系统自行设定和确定的。正如我们所了解的,即便电池管理系统显示的电量健康度已达到该阈值,电池仍可能拥有大量的技术储备。我们曾见过这样的案例:在8年保修期的最后一天,电池的日常可用电量健康度恰好达到70.0%,但经分析后发现它仍拥有大量的技术容量储备——心怀恶意者自食其果。

不过,即便说“寿命终结”这种说法具有极大的误导性——它或许只是保修期的结束,但电池肯定并不危险,也并非以其他形式“死亡”。实际上,安全性与剩余容量之间即便存在关联,也极为微弱!在判断电池寿命终结时,还有许多其他因素更为重要和关键!

一览

日常使用及容量测试中所体现的容量主要由软件决定。根据所采用的电池管理系统策略,它并不一定会受到电池老化的影响。

电池管理系统决定了你实际能获得的容量(据说在极少数情况下,它甚至不愿完全透露电池的全部技术容量真相)。

BMS系统介于两种基本策略之间,呈现出不同的处理方式:“保留缓冲容量”与“消耗缓冲容量”。后者会让操作人员误以为电池没有性能下降、寿命无限且价值始终如一。

我们强烈建议将“健康状态低=寿命终结”的观念替换为“保修期结束”。要确定这种珍贵且功能多样的组件的真正“寿命终结”时间,最好多次检查并进行更多测试!

文章《健康状态……那是什么?[电池循环#6 | 2026年发布]》最初发表于Sustainable Bus网站。