用户充电习惯对新能源整车能量消耗量、安全、电池寿命的影响到底有多大？

随着能源危机和环境问题的日渐凸显，人们环保意识的不断提高，新能源汽车的发展日益受到各国重视。据统计，2023年，新能源汽车市场占有率达到31.6%，产销分别完成958.7万辆（同比增长35.8%）和949.5万辆（同比增长37.9%）。

当前，新能源汽车仍存在很多亟待解决的共性技术问题，其中纯电动汽车的能耗是用户普遍关注的技术指标，与汽车能耗强相关的技术指标包括：

行驶工况；

环境温度；

用户使用习惯；

出行特征等。

目前，汽车企业以及行业机构主要采用转鼓测试方法，再参考GB/T 18386.1—2021《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法第1部分：轻型汽车》进行不同环境、工况下的单次极限续航里程测试，缺少用户习惯分析。

本文通过分析新能源汽车用户习惯相关影响因素，探讨不同用户充电习惯及不同地区的能耗分布及变化趋势，进而找出驱动系统效率提升的方向，为后续动力系统的匹配和效率优化提供数据支持。

1、什么样的充电习惯对于用户来说最节能、最有利于提高电池寿命?

用户在平时用车过程中较难直接感受寿命、安全和能耗等相关特性，对新能源汽车用户的充电习惯进行分析与评价之前，有必要初步了解电池的工作特性。首先要了解动力蓄电池的储能原理。

以当前纯电动汽车常用的动力蓄电池锂离子动力蓄电池为例，其特点包括：

循环寿命长；

能量密度高；

没有容量记忆特性；

充放电具有较大的非线性特点。

当锂离子动力电池SOC 较高时，限制回充功率，导致快充末段速率较慢；当 SOC 较低时限制放电功率，给用户造成动力不足的不良驾驶体验。

（1）车用锂离子电池放电区间与容量衰减关系

锂离子电池不同放电区间电池的容量衰减情况不一，其中高 SOC 区间的电池容量衰减比低 SOC 区间快。为了提升电池使用寿命，应当减少 SOC 较高区间段的使用，同时也可降低电池起火风险。

一句话概括就是，别把电池SOC充满，80%左右即可。

（2）充放电倍率与老化的关系

以新能源纯电动汽车用三元锂离子电池为例，在100 次循环内，容量衰减的主要原因是可循环锂离子减少和活性物质的损耗。其充放电倍率对电池单体容量及电池循环老化性能有一定影响，单体电池容量随充放电倍率增大而减小。

一句话概括就是，动力电池慢充比快充容量衰减慢。

（3）电池限功率特性

电池在各 SOC 段由电芯特性决定其放电倍率上限，电池在高 SOC 状态需要限制充电功率，以防止电池过充: 电池在低 SOC 状态要限制放电功率，以防止电池过放。

2、用户充电习惯对整车能量消耗量、安全与电池寿命的影响

用户的充电习惯直接影响电动汽车动力蓄电池的使用寿命与整车能量消耗量，基于用户充电习惯的大数据挖掘分析，为用户提供其充电习惯报告，给出合理化充电计划建议至关重要。

（1）用户充电行为特征

2024年5月发布的《2023中国电动汽车用户充电行为研究报告》，聚焦公用充电桩的用户，研讨用户充电行为特征如下：

01. 快、慢充使用特征：95.4%的用户选择快充，慢充持续在下降；

02. 充电时段特征：充电时段有所变化，受下午电价、服务费上涨影响，14：00-18：00充电时段占比略有下降；

03. 充电功率：公桩存量中大功率充电占比显著提升，270kW功率以上公桩占3%；

04. 充电规模：充电站建设呈现小型化、分散化趋势，11-30把充电枪规模场站建设占比下降29个百分点；

05. 充电桩覆盖度：超90%用户有跨运营商行为，平均7家；

06. 跨区域充电：38.5%用户有跨城市充电行为，最多跨65个；

07. 充电焦虑：新能源汽车续航能力提升，充电焦虑得到有效缓解。

（2）充电惯对能量消耗量的影响

新能源汽车在行驶过程中，受蓄电池安全控制的限制，通常在 SOC 为 95% ~ 98% 时不许启动制动能量回收，之后再逐渐放宽允许制动能量回收功率。导致用户在 80%-100%SOC 工况段，制动能量回收较少，整车能量消耗量明显提高。

对于有条件经常充电且出行里程在续驶里程范用内的用户，通过手动设置充电上限为 90% 不仅有利于安全，也有利于降低车辆能量消耗量。在全寿命周期内，至少可节约电能 1000kW·h 以上。

（3）充电习惯对电池安全的影响

汽车厂家在电池物理特性极限、保证安全的前提下，允用 SOC 窗口设计。用户在确定出行计划的条件下，手动设置充电上限值至 90%SOC 是有利于提高电池安全系数的。但充电限制到 90%SOC 不符合用户的用车习惯，不应当强制执行。

车企应当在车辆开发试验阶段，将所有车辆满充满放进行测试验证。由于电池的固有性质，用户在确定出行计划的时候，有手动调整设置电池充电上限的功能，无疑是较好的方案。充电上限限制在 90%SOC 并不意味着完全可以避免电池安全事故，但可以大大降低电池过充事故的概率。

（4）充电习惯对电池寿命的影响

根据电池放电倍率与老化的关系可知，选择慢充方式有利于延长电池的使用寿命。尤其是新车前 100 次充电，电池容量衰减与充放电倍率关系非常明显。新车用户在前第一季度用车时，有条件的情况下，尽量均使用慢充充电。

当前电池标准循环寿命通常在 1000 ~ 2000 次循环之间，若设计续航为 300km 的纯电动汽车，其全寿命里程约为30~60万km。当充电习惯控制得较好时，论上使用寿命可超过 60万 km。

3、总结

精确统计用户的充电习惯，为用户提供定制化充电时间/充电方式：可以应用于产品开发阶段电池的模拟验证，整车的仿真设计；可以应用于电网，充电桩的网点布局建议等。

（1）为用户提供定制化充电建议时间表

基于统计结果，将车辆充电习惯分析报告提供给用户，并根据其用车习惯为其提供定制化充电时间/充电方案建议。

（2）为产品开发阶段提供模拟验证方案

一般电池循环耐久老化试验通常实用标准循环工况进行评价，而基于用户大数据统计的充电习惯数据进行电池匹配测试，可以更好地模拟实际用户的使用工况，更精确地评估电池的寿命，为电池开发提供更合理的工况信息帮助完善电池性能提升。

（3）为电网与充电桩运营商提供布置方案

基于大数据技术的分析，结合用户出行习惯的特点，可以设计更合理的配电方式。并与充电桩网点布置设计相互迭代优化，形成用户与车辆、车辆与充电桩、充电桩与电网之间更为协调合理地布局方案。

综上所述，用户可以通过车辆充电习惯分析报告，了解电池与整车的特性，并为其制定充电计划，进行用户充电习惯培训，对于降本、整车轻量化、节能减排等，都有实际应用价值。良好的充电习惯有助于降低整车能量消耗量、提高用车安全系数、延长电池寿命。基于大数据的用户充电习惯分析与评价技术将在用户市场调研、产品初期设计、用户用车习惯引导等领域有重要的应用。