隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日漸凸顯，人們環(huán)保意識的不斷提高，新能源汽車的發(fā)展日益受到各國重視。據(jù)統(tǒng)計，2023年，新能源汽車市場占有率達(dá)到31.6%，產(chǎn)銷分別完成958.7萬輛（同比增長35.8%）和949.5萬輛（同比增長37.9%）。

當(dāng)前，新能源汽車仍存在很多亟待解決的共性技術(shù)問題，其中純電動汽車的能耗是用戶普遍關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)，與汽車能耗強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)包括：

行駛工況；

環(huán)境溫度；

用戶使用習(xí)慣；

出行特征等。

目前，汽車企業(yè)以及行業(yè)機(jī)構(gòu)主要采用轉(zhuǎn)鼓測試方法，再參考GB/T 18386.1—2021《電動汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗方法第1部分：輕型汽車》進(jìn)行不同環(huán)境、工況下的單次極限續(xù)航里程測試，缺少用戶習(xí)慣分析。

本文通過分析新能源汽車用戶習(xí)慣相關(guān)影響因素，探討不同用戶充電習(xí)慣及不同地區(qū)的能耗分布及變化趨勢，進(jìn)而找出驅(qū)動系統(tǒng)效率提升的方向，為后續(xù)動力系統(tǒng)的匹配和效率優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

1、什么樣的充電習(xí)慣對于用戶來說最節(jié)能、最有利于提高電池壽命?

用戶在平時用車過程中較難直接感受壽命、安全和能耗等相關(guān)特性，對新能源汽車用戶的充電習(xí)慣進(jìn)行分析與評價之前，有必要初步了解電池的工作特性。首先要了解動力蓄電池的儲能原理。

以當(dāng)前純電動汽車常用的動力蓄電池鋰離子動力蓄電池為例，其特點包括：

循環(huán)壽命長；

能量密度高；

沒有容量記憶特性；

充放電具有較大的非線性特點。

當(dāng)鋰離子動力電池SOC 較高時，限制回充功率，導(dǎo)致快充末段速率較慢；當(dāng) SOC 較低時限制放電功率，給用戶造成動力不足的不良駕駛體驗。

（1）車用鋰離子電池放電區(qū)間與容量衰減關(guān)系

鋰離子電池不同放電區(qū)間電池的容量衰減情況不一，其中高 SOC 區(qū)間的電池容量衰減比低 SOC 區(qū)間快。為了提升電池使用壽命，應(yīng)當(dāng)減少 SOC 較高區(qū)間段的使用，同時也可降低電池起火風(fēng)險。

一句話概括就是，別把電池SOC充滿，80%左右即可。

（2）充放電倍率與老化的關(guān)系

以新能源純電動汽車用三元鋰離子電池為例，在100 次循環(huán)內(nèi)，容量衰減的主要原因是可循環(huán)鋰離子減少和活性物質(zhì)的損耗。其充放電倍率對電池單體容量及電池循環(huán)老化性能有一定影響，單體電池容量隨充放電倍率增大而減小。

一句話概括就是，動力電池慢充比快充容量衰減慢。

（3）電池限功率特性

電池在各 SOC 段由電芯特性決定其放電倍率上限，電池在高 SOC 狀態(tài)需要限制充電功率，以防止電池過充: 電池在低 SOC 狀態(tài)要限制放電功率，以防止電池過放。

2、用戶充電習(xí)慣對整車能量消耗量、安全與電池壽命的影響

用戶的充電習(xí)慣直接影響電動汽車動力蓄電池的使用壽命與整車能量消耗量，基于用戶充電習(xí)慣的大數(shù)據(jù)挖掘分析，為用戶提供其充電習(xí)慣報告，給出合理化充電計劃建議至關(guān)重要。

（1）用戶充電行為特征

2024年5月發(fā)布的《2023中國電動汽車用戶充電行為研究報告》，聚焦公用充電樁的用戶，研討用戶充電行為特征如下：

01. 快、慢充使用特征：95.4%的用戶選擇快充，慢充持續(xù)在下降；

02. 充電時段特征：充電時段有所變化，受下午電價、服務(wù)費上漲影響，14：00-18：00充電時段占比略有下降；

03. 充電功率：公樁存量中大功率充電占比顯著提升，270kW功率以上公樁占3%；

04. 充電規(guī)模：充電站建設(shè)呈現(xiàn)小型化、分散化趨勢，11-30把充電槍規(guī)模場站建設(shè)占比下降29個百分點；

05. 充電樁覆蓋度：超90%用戶有跨運(yùn)營商行為，平均7家；

06. 跨區(qū)域充電：38.5%用戶有跨城市充電行為，最多跨65個；

07. 充電焦慮：新能源汽車?yán)m(xù)航能力提升，充電焦慮得到有效緩解。

（2）充電慣對能量消耗量的影響

新能源汽車在行駛過程中，受蓄電池安全控制的限制，通常在 SOC 為 95% ~ 98% 時不許啟動制動能量回收，之后再逐漸放寬允許制動能量回收功率。導(dǎo)致用戶在 80%-100%SOC 工況段，制動能量回收較少，整車能量消耗量明顯提高。

對于有條件經(jīng)常充電且出行里程在續(xù)駛里程范用內(nèi)的用戶，通過手動設(shè)置充電上限為 90% 不僅有利于安全，也有利于降低車輛能量消耗量。在全壽命周期內(nèi)，至少可節(jié)約電能 1000kW·h 以上。

（3）充電習(xí)慣對電池安全的影響

汽車廠家在電池物理特性極限、保證安全的前提下，允用 SOC 窗口設(shè)計。用戶在確定出行計劃的條件下，手動設(shè)置充電上限值至 90%SOC 是有利于提高電池安全系數(shù)的。但充電限制到 90%SOC 不符合用戶的用車習(xí)慣，不應(yīng)當(dāng)強(qiáng)制執(zhí)行。

車企應(yīng)當(dāng)在車輛開發(fā)試驗階段，將所有車輛滿充滿放進(jìn)行測試驗證。由于電池的固有性質(zhì)，用戶在確定出行計劃的時候，有手動調(diào)整設(shè)置電池充電上限的功能，無疑是較好的方案。充電上限限制在 90%SOC 并不意味著完全可以避免電池安全事故，但可以大大降低電池過充事故的概率。

（4）充電習(xí)慣對電池壽命的影響

根據(jù)電池放電倍率與老化的關(guān)系可知，選擇慢充方式有利于延長電池的使用壽命。尤其是新車前 100 次充電，電池容量衰減與充放電倍率關(guān)系非常明顯。新車用戶在前第一季度用車時，有條件的情況下，盡量均使用慢充充電。

當(dāng)前電池標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命通常在 1000 ~ 2000 次循環(huán)之間，若設(shè)計續(xù)航為 300km 的純電動汽車，其全壽命里程約為30~60萬km。當(dāng)充電習(xí)慣控制得較好時，論上使用壽命可超過 60萬 km。

3、總結(jié)

精確統(tǒng)計用戶的充電習(xí)慣，為用戶提供定制化充電時間/充電方式：可以應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)階段電池的模擬驗證，整車的仿真設(shè)計；可以應(yīng)用于電網(wǎng)，充電樁的網(wǎng)點布局建議等。

（1）為用戶提供定制化充電建議時間表

基于統(tǒng)計結(jié)果，將車輛充電習(xí)慣分析報告提供給用戶，并根據(jù)其用車習(xí)慣為其提供定制化充電時間/充電方案建議。

（2）為產(chǎn)品開發(fā)階段提供模擬驗證方案

一般電池循環(huán)耐久老化試驗通常實用標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況進(jìn)行評價，而基于用戶大數(shù)據(jù)統(tǒng)計的充電習(xí)慣數(shù)據(jù)進(jìn)行電池匹配測試，可以更好地模擬實際用戶的使用工況，更精確地評估電池的壽命，為電池開發(fā)提供更合理的工況信息幫助完善電池性能提升。

（3）為電網(wǎng)與充電樁運(yùn)營商提供布置方案

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析，結(jié)合用戶出行習(xí)慣的特點，可以設(shè)計更合理的配電方式。并與充電樁網(wǎng)點布置設(shè)計相互迭代優(yōu)化，形成用戶與車輛、車輛與充電樁、充電樁與電網(wǎng)之間更為協(xié)調(diào)合理地布局方案。

綜上所述，用戶可以通過車輛充電習(xí)慣分析報告，了解電池與整車的特性，并為其制定充電計劃，進(jìn)行用戶充電習(xí)慣培訓(xùn)，對于降本、整車輕量化、節(jié)能減排等，都有實際應(yīng)用價值。良好的充電習(xí)慣有助于降低整車能量消耗量、提高用車安全系數(shù)、延長電池壽命?；诖髷?shù)據(jù)的用戶充電習(xí)慣分析與評價技術(shù)將在用戶市場調(diào)研、產(chǎn)品初期設(shè)計、用戶用車習(xí)慣引導(dǎo)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。