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你认为快充和电池衰减没有关系吗?

  • 作家相片: rory lee
    rory lee
  • 4小时前
  • 讀畢需時 3 分鐘

最近我在 Reddit 的 DrEVdev 论坛上看到一位用户引用了一篇文章,声称特斯拉的超级充电与电池衰减无关。这里我就不具体指出原文来源了。收集和分析这类数据本身并不容易,因此我并没有批评原作者的意思。

不过,由于这篇文章在博客和 YouTube 等平台上被广泛引用,很多人因此认为“快充与电池衰减无关”,我想就其中的一些问题谈谈自己的看法。

在讨论原文之前,先简单介绍一下电池管理领域中关于充电的研究背景。

在我查阅过的数千篇 SCI 论文中,有大量实验证明充电速度与电池衰减存在关联,但我从未见过得出两者无关结论的研究。如果真的有这样的论文,请务必告诉我,我非常愿意仔细阅读。

在工程领域中,充电速率与电池老化之间的相关性被认为是设计阶段的基本常识。当然,其影响程度会因充电协议(电流、电压、温度等条件)的不同而有所差异。

目前电池管理领域仍然非常活跃的一个研究方向,就是如何在实现快充的同时减少衰减。如果快充真的与衰减无关,又何必有那么多研究人员投入大量时间和资金去研究如何降低其影响呢?

特斯拉在超级充电时的电池加热功能,也是基于科学实验得出的结果——研究表明,在快充时对电池进行加热可以减轻衰减。特斯拉正是将这些研究成果应用到了量产车上。这里需要强调的重点不是“快充与衰减无关”,而是特斯拉通过控制温度来“降低衰减的影响”。

接下来我们看看被广泛引用的那篇原文。原文比较了快充比例低于 30% 的车辆与高于 70% 的车辆的续航衰减趋势。由于版权原因,这里不附上图表。图表标题大致可以翻译为“快充可能不会加速续航下降”。注意,这里写的是“可能不会”,而不是“不会”。

这项分析存在几个问题。首先,影响电池健康的主要因素完全没有被控制。在这种条件下,很难称其为科学实验。其次,该研究使用“续航里程”作为电池健康的衡量标准,这是一个精度较低的间接指标。即便如此,从图表结果来看,即便在非受控的数据中,快充仍有可能对衰减产生一定影响。

从样本数据来看,快充组仅有 344 辆车,而对照组有 13,059 辆。这种数据极度不平衡,在缺乏对影响因素控制的情况下,仅凭 344 个样本很难得出具有统计意义的结论。

在作者的结论部分,他也承认这些数据主要来自相对较新的车辆,因此目前还无法判断快充的长期影响。文章最后甚至建议驾驶者在电池温度过高或过低、SOC 过高或过低时避免进行快充。

另外,来自澳大利亚 Geotab 的一项数据分析在同一主题上得出了相反的趋势。无论数据的绝对可靠性如何,其结果方向与前者不同。

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要推翻一个已经被长期接受的结论,需要非常严谨的实验设计和逻辑依据。在我看来,这篇文章并非出于科学确信而写,更像是一篇为了吸引注意力或具有营销目的的内容。也正因为它与常识相反,才会被博客和 YouTube 广泛引用。

最后,这里是我在 2021 年进行电池衰减预测机器学习研究时使用的数据。它展示了不同充电协议下的循环寿命,可以看到在不同充电条件下,电池寿命存在明显差异。

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Attia, P. M. et al. Closed-loop optimization of fast-charging protocols for batteries with machine learning. Nature 578, 397–402 (2020).

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