政策法规2026年10月9日

细胞旁路技术旨在延长电动汽车电池的使用寿命

查尔默斯理工大学的一项研究正在探讨可重新配置的电池组，这类电池组能够有针对性地绕过性能较差的电池单元。在理想条件下，这或许能使某些高压车辆的电池寿命延长20%以上。

图片来源：查尔默斯理工大学 | Albert Skegro

电动车辆的电池组由众多相互连接的电池单元组成，而这些电池单元的老化速度并不一致。因此在传统架构中，某个性能特别差的电池单元就会限制整个电池组的可用容量和使用寿命。

哥德堡查尔默斯理工大学的科研人员正是从这里展开新的研究。他们研究了所谓的可重构电池组，这类电池组通过开关和控制系统能够改变单个电芯或电芯组的连接方式。这样一来，就可以有针对性地绕过性能较差的电芯，同时继续利用其余电芯的容量。

在最为理想的情况下，即每个电芯都能被单独控制时，根据模型计算，某些高压车辆的使用寿命可延长20%以上。该研究指出，对于那些配备大量串联电芯的电动卡车和长续航电动汽车，其潜力尤为巨大。

研究人员通过一个80千瓦时电池、每年行驶12,000公里的案例来说明这种效应的规模。如果传统电池组在十年后需要更换，那么可重构电池组在模型中达到相同老化程度则需要大约十一年，即晚约14个月。

此外，由于老化程度较低，其残值也更高。虽然该技术需要额外的电子元件，从而导致更高的初始成本，但根据研究，在现实条件下，更长的使用寿命和更高的残值足以抵消这些额外成本。

在量产车型中，这项技术目前还不可用。不过它已在研究和工业原型上得到测试。在实际应用中，更有可能采用电池组的方式，而非对每个电池进行单独控制。20%以上的更长使用寿命仅属于理论上的上限值。

除了寿命之外，研究人员还看到了其在生产方面的优势。目前，必须对特性尽可能相似的电池进行繁琐的测试并加以组合。而可重新配置的电池组能够容忍电池之间的更大差异，从而减少所谓的“电池匹配”工作量。

这种架构对Second-Life应用也可能带来优势。电池组可在车辆中更长时间地使用，之后也能比固定式储能装置得到更好利用，因为单个性能较差的电池单元并不一定会导致整个电池组无法正常工作。

瑞典的这所大学正在研究多种延长电池寿命的方法。今年5月，该校的一个团队提出了一种基于人工智能的快速充电策略，该策略会根据电池状态调整充电过程，据称能在模型中将电池寿命延长约23%。而目前正在研究的这种可重构电池架构则是从电池组本身入手，旨在有针对性地避开性能较差的电池单元。

题为《电动汽车电池组寿命与成本效益的动态重配置系统级评估》的研究成果已发表在nature.com上。参与该研究的包括查尔默斯理工大学的研究人员，以及PHINIA和Scania的代表。