电池的老化不可避免，但可以被干预。在最初的 2 到 12 个月内，锂离子电芯通常会损失 1% 到 5% 的容量。专家们称其为“初始衰减”，保时捷完全考虑到了这一物理效应，新电池在生产阶段已经将此衰减考虑在内，因此，电池的有效健康状态（SoH）衰减得更为缓慢。
关键参数包括电池温度、充电和老化状态，以及充电电流。已发现的最佳条件是温度低于 30 摄氏度，且电量水平低于 90%（当车辆长时间停放时）。为实现这一点，保时捷在其电动跑车中采用专利快充技术进行监测和控制。
在电芯微观世界中，电化学过程主导着老化进程。充电时锂离子穿越隔膜从阴极迁移至阳极，引发粒子扩散；放电过程则相反，阳极粒子收缩。随着荷电状态提升，电芯内阻呈现上升趋势，放电时则随电量降低而减小。
电池技术解析
“电池本质上更倾向放电状态，充电过程则需外力驱动，” 保时捷电芯开发与快充专家 Carlos Alberto Cordova Tineo 阐释道，“快充技术的核心在于如何高效地将锂离子嵌入阳极。”
为了说明这一点，他以餐厅举例：“首先，我们设好营业时间。然后有不同的场景。要么是临时决定去吃，要么是已有预订。有预订的话，您可以直接进入，无需在门口排队。临时决定的话，有几个因素会起作用，餐厅的容量、有多少空位、门的尺寸决定了多少人可以同时进入，以及是否已经有人排队。
如果将这些方面对应到充电过程的不同特性，餐厅的“开门”可类比为温度。“温度越高，门开得越宽，允许同时进入的人越多。温度降低，入口变窄，同时进入就更困难。”
另一个点是电池的年龄。延续这个例子：“餐厅的容量已经从 100 个座位减少到 80 个。如果很多人同时决定来这家餐厅，就会形成排队，因为没有足够的空位。” 电池的充电状态可比作餐厅中已被占用的座位。这两个因素都使得门口的队伍越来越长。队伍越长，食客去餐厅的动机就越小。
“这个，对于锂离子电池而言，这就是金属锂的沉积，这些锂不再能用于能量存储。” 他继续道，“这被称为‘锂析出’。电池被高强度使用时，粒子所受的机械应力可能导致粒子外壳破裂或粒子本身被破坏，从而造成锂损失。这也会降低电池的容量。”
最大化电池寿命
对保时捷来说，要找到一把“钥匙”，让进入这个比喻中的“餐厅”尽可能容易，这在过去和现在都是重要的目标。这意味着要避免负面影响，以保证电池的长寿命。智能电池管理和扎实的电芯化学就是完美的钥匙。
保时捷基于客户习惯为此开发了控制算法。“我们知道客户只有大约 15% 的情况下会选择快充。” Cordova Tineo 继续说道，“然而，在我们的压力测试中，我们远远超出了这个比例，在所有循环中有 50% 是快充。” 电池寿命测试还模拟了变化的环境温度和动态驾驶行为。极端条件，如暴露在 60 到 100 摄氏度的高温下，也会被测试。最后，在 16 万到 30 万公里的不同里程区间内，模拟了大量的充电循环。
对于目前在售的 Taycan 来说，密集的测试工作已经取得了回报。改进的电芯提供了更高的性能和更低的电阻。为了优化温度控制，被动冷却被集成到电芯模块中。新的冷却板将冷却能力从 6 kW 提高到 10 kW，增强了高温下的鲁棒性。用于电芯电气连接的新型母线允许更高的电流。其结果是，尽管能量容量增加，但电量从 10% 快充到 80% 的时间已从第一代 Taycan 的 21.5 分钟缩短至当前车型的 18 分钟。充电功率也从 270 kW 提高到了最高 320 kW。此外，快充的最低起始温度已从 25 摄氏度降低到 15 摄氏度。
高效充电，卓越性能，满级安全
短时补能策略最终将缩短整体出行时间。除了电池寿命、最小化碳足迹、极致安全性外，还有始终至关重要的驾驶动态性能，这些一直是保时捷电动化研发团队的明确目标。
通过将放电电流从 860 A 提升至 1100 A，车辆驾驶动态性获得显著增强，实现更迅捷、更强悍的加速表现。尽管总电池容量从 93.4 kWh 增至 105 kWh，重量却从 634 kg 降至 625 kg，这也为整车操控性带来积极影响。
安全性对保时捷至关重要，高压电池必须承受极端压力。其中一项测试是浸水测试，电池被浸入注水的水箱中约一米深。即使在长时间浸泡后，水也必须不能渗入密封的电池壳体内。在腐蚀测试中，电池包暴露于各种物质中，特别是不同浓度的盐溶液。对于碰撞安全，乘员保护是设计的首要任务，无论车辆或驱动类型如何。为确保这一点，保时捷针对混合动力和纯电动汽车，在更高的碰撞严重程度下，制定了额外的严格内部要求。
“我们将所有高压组件放置在受损风险最小的区域。” 保时捷 Cayenne 和 Macan 安全系统负责人 Simon Maurer 说道。“额外的传感器能非常早地检测到临界应力。检测到碰撞后，电机和辅助单元会主动与高压电池断开连接，剩余存储的能量会被动态释放，这可以防止触电。”
还会进行组件测试，例如针对电池模块的测试。这些部件承受的负载远高于整车碰撞中通常经历的负载。即使在这些测试中，也绝不能发生火灾。结构优化、严格要求和全面安全系统的结合，确保了整个系统能起到最大程度的保护作用。在魏斯阿赫最先进的测试设施中对纯电动 Macan 进行的碰撞测试证明了电池得到了极好的保护，在猛烈的侧向刚性柱碰撞后，高压电池几乎没有发生变形。
对电池研发过程的深入观察揭示：保时捷的所有测试标准，都设定得比车辆的实际生命周期更为严苛。无论是在快速充电、高性能疾速驰骋还是安全防护方面，抑或是在可靠性与电池长效寿命层面，皆无妥协余地。这正是保时捷回应其爱好者期待的方式。
