揭示“木桶效应”短板 实车数据量化电池资源浪费

【科技纵览】电动汽车动力电池的寿命瓶颈，往往不取决于整体平均水平，而是受制于那个最先“掉队”的单体。近日，中国科学院大连化学物理研究所陈忠伟研究员团队联合瑞典查尔姆斯理工大学、北京理工大学及极氪科技欧洲公司等多方力量，在《自然·能源》发表最新成果，首次基于长期实车运行数据，系统揭示了单体不一致性对电池包全寿命周期性能的关键制约机制。

这项研究直面行业痛点。尽管同一电池包内的单体源自相同产线，但受原材料微观差异、制造工艺波动、成组匹配精度以及局部温度场分布不均等因素影响，它们在真实工况下的老化轨迹截然不同。这种差异导致电池包呈现出典型的“木桶效应”：充电时，容量衰减最快的单体率先触及电压上限；放电或大功率输出时，内阻激增的单体最早逼近安全边界。一旦个别单体达到退役阈值，整个电池包便被迫提前退出服役，造成巨大的资源闲置。

为了量化这一隐性损失，研究团队追踪了装载三元锂电池的电动乘用车和磷酸铁锂电池的电动公交车，采集了超过三年的实车运行数据，其中单车累计里程最高达30万公里。数据分析显示，在低里程阶段，单体间的健康状态差异尚不明显；但当累计里程突破17万公里临界点后，部分车辆中的个别单体进入加速老化通道，单体间的不一致性显著扩大。

测算结果令人深思：受限于最弱单体的提前退役及荷电状态失衡，电动乘用车电池包的全寿命能量资源利用率仅为80.7%，而电动公交车更是低至72.9%。这意味着，当电池包因个别单体失效而报废时，仍有约19.3%至27.1%的潜在能量未被充分利用。陈忠伟指出，通过量化真实场景下的“最弱单体”效应，可为优化电池系统设计、提升资源利用效率提供精准依据。从某种角度看，这不仅是技术参数的修正，更是对新能源汽车全生命周期价值评估体系的一次重要重构。