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电动汽车HAWKER蓄电池技术技术综述

摘要

纯电动汽车（BEV）已成为全球向电气化交通转型的重要组成部分。BEV普及率的快速增长伴随着锂离子电池技术的重大进步，包括电池化学、制造工艺、能量密度、充电能力和结构集成方面的改进。然而，描述商用牵引电池的技术信息仍分散在制造商文档、监管数据库、工程研究、拆解调查和市场报告中。这种碎片化使得直接比较不同商业成功电动汽车的电池技术变得困难。本综述对2010年至2026年间生产的大量BEV车型所采用的电池技术进行了全面的技术评估。本研究建立了一个标准化数据库，将车辆销售信息与电池相关工程特性相结合，包括可用电池容量、电芯化学体系、电芯形式、电池包架构、电池布置、标称电压等级、电池包近似质量以及认证续航里程。车辆筛选基于多个独立市场来源的全球车型累计销量，仅纳入具有可验证销售记录和公开电池信息的量产纯电动汽车。电池技术根据工程相关类别进行分类，包括磷酸铁锂（LFP）、镍锰钴氧化物（NMC）、镍钴铝氧化物（NCA）以及其他适用的新兴化学体系。电芯形式分为圆柱形、方形或软包。电池包架构根据其结构设计进行分类，包括模块化电池包、电芯直组系统，以及结构化电池集成方法（如电芯与车身集成和电芯与底盘集成设计）。每个报告的参数都会根据来源质量和验证状态被分配一个置信水平。制造商规格、监管文件、同行评审研究和独立拆解分析将使用特定参数的来源评估框架进行评估。本综述通过比较高产量电动汽车的工程特性，识别电池设计决策与商业化应用之间的关系。该分析深入探讨了电池化学体系、电池包架构、电压平台以及车辆市场表现随时间演变的历程。由此生成的数据库为研究商业电动汽车电池系统发展的研究人员、工程师和政策制定者提供了可追溯的技术参考。

关键词：
电动汽车电池; 纯电动汽车; 锂离子电池; 电池化学; 电池包架构; 电池格式; 电动汽车技术

1. 引言

全球汽车行业正经历着由内燃机汽车向电动交通转型所驱动的根本性变革。在过去十年中，由于电池性能的提升、电池成本的降低、充电基础设施的扩展以及监管支持的日益增加，纯电动汽车经历了显著增长。包括中国、欧洲和北美在内的主要汽车市场，其纯电动汽车的普及率持续增长，使电动汽车成为未来交通系统不可或缺的组成部分。纯电动汽车的成功在很大程度上受到牵引电池技术进步的影响[1电池包是电动汽车最关键的工程部件之一，因为它直接影响续航里程、充电性能、整车质量、制造成本、安全性以及整体生命周期表现。电池性能不仅取决于总储能，还受到涉及电芯化学体系、电芯形式、热管理、电气架构、电池包结构、制造工艺以及与整车平台集成等多个设计决策的影响。在过去十年中，商用纯电动汽车电池经历了重大的技术变革[2]。磷酸铁锂（LFP）电池因其较低的材料成本、长循环寿命和良好的热稳定性，在量产车型中得到了越来越多的应用[3]。镍基化学体系，包括镍锰钴氧化物（NMC）和镍钴铝氧化物（NCA），继续被用于需要更高质量能量密度的应用中[4]。与此同时，电池包工程已从传统的基于模块的设计演变为更集成的架构。CTP（电芯到电池包）系统通过取消传统的模块阶段，减少了非活性结构部件；而CTB（电芯到车身）和CTC（电芯到底盘）概念则将电池结构与车身集成，以提高封装效率、结构性能和制造灵活性。这些发展表明，现代电动汽车电池工程不再局限于单纯的电化学改进，而是需要同时优化材料、设计、生产以及智能车辆集成[5,6].
BEV的快速发展也带来了与制造效率、质量保证和智能生产系统相关的新挑战。电池制造已成为汽车供应链中最复杂的工艺之一，因为电极生产、电芯组装、化成循环和热条件中的微小差异都会显著影响电池的性能和可靠性。因此，精益制造原则，包括减少浪费、流程优化、持续改进和缺陷预防，对于实现高质量且具有成本效益的电池生产变得越来越重要[7向工业4.0制造环境的转型，通过工业物联网（IIoT）技术，进一步实现了实时监控、预测性质量控制和数据驱动的决策制定。先进的传感器、自动化检测系统、数字孪生和基于人工智能的分析技术正越来越多地被整合到电池生产线中，以提高可追溯性、减少制造缺陷并提升运营效率[8,9然而，现代电动汽车日益增强的联网性带来了与网络安全和数据保护相关的额外挑战。目前的纯电动汽车是高度计算机化的平台，集成了电池管理系统、自动驾驶功能、云端连接、车辆通信网络以及空中下载软件更新。与其他信息物理系统类似，这些联网车辆面临着潜在的网络安全威胁，可能影响车辆运行、电池监控、充电基础设施和用户安全。随着电动汽车技术不断向智能化和自动驾驶交通系统演进，网络安全必须被视为车辆可靠性和质量管理的重要组成部分，而非独立的软件问题[10,11].
此外，下一代电动汽车的开发和运营越来越依赖于有效的人机协作。自动化制造系统、机器人组装、基于人工智能的检测以及智能维护平台，正在将人类操作员的角色从直接的人工干预转向监督、决策和系统优化。人类专业知识与机器智能之间的互动，对于保持生产灵活性、提高质量控制以及管理日益复杂的电池制造工艺变得至关重要。因此，理解电动汽车电池的演变需要一个更广泛的视角，不仅要考虑电化学和机械特性，还要考虑制造策略、智能系统、网络安全以及以人为本的工程方法[12,13]。尽管电池研究已取得飞速进展，但现有文献并未对电池工程特性与大规模电动汽车的商业表现进行全面比较。以往的研究主要集中在特定技术领域。以材料为中心的研究探讨了电极化学、降解机制和回收挑战。电池管理和热管理研究则调查了运行性能和可靠性。制造研究探索了工艺优化和质量提升，而以市场为中心的研究分析了车辆销售趋势和消费者采用情况[14].
然而，这些研究领域往往被独立考察，导致电池技术开发、车辆商业化与智能制造考量之间存在脱节。当前文献的一个重大局限在于，缺乏将商业化成功的电动汽车车型与其底层电池技术联系起来的标准化数据集。制造商文件通常提供电池容量和续航里程信息，但往往不披露详细的工程参数，如电芯形式、电池包架构、电压平台或结构集成方式。相反，技术研究和拆解调查可能会提供详细的电池信息，但通常仅考察有限数量的车辆。因此，希望跨多代车型和制造商比较电池技术的研究人员必须从众多互不关联的来源收集信息。这种缺乏整合的现状限制了人们理解电池工程决策如何影响车辆性能、制造策略和商业成功的能力。本综述通过开发一个全面的技术框架，评估2010年至2026年间生产的大量BEV车型中的电池技术，从而解决了这一局限性。本综述的范围如图所示图1中描述的方法论，总结了车辆选择、电池技术分类、技术数据收集和对比分析之间的关系。
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图1中展示的方法论。比较技术综述的范围。
本研究的目标不仅是总结电池规格，还要探讨电池技术选择如何随着商用车的普及而演变。与以往局限于单一制造商、特定电池化学体系或区域市场的研究不同，本综述采用一致的方法论，对具有全球代表性的高销量纯电动汽车（BEV）车型进行了评估。据我们所知，同类综述中尚未出现过如此广泛的案例覆盖范围与系统性数值对比的结合。每辆车都通过一套标准化的参数进行分析，包括电池化学体系、电芯形式、电池包架构、电池布置位置、电压等级、电池容量、电池包质量、认证续航里程以及累计销量表现。第2节定义了车辆选择程序、数据来源、验证方法、分类框架和不确定性评估方法。第3节展示了所选车型电池技术的汇总数据库和统计比较。第4节分析电池工程决策与商业表现之间的关系，包括不同化学体系、电芯规格和电池包架构的采用趋势。第5节讨论了局限性、数据可用性挑战以及未来的研究机会。这项工作的主要贡献是开发了一个可溯源的技术参考，将电池工程信息与全球纯电动汽车市场表现相结合。通过整合制造商文档、监管记录、工程出版物、拆解分析和独立销售数据库，本综述为理解商用电动汽车电池技术的发展提供了系统性的基础。

2. 研究方法与数据来源

本综述采用结构化且可复现的方法论，旨在评估商业化成功电池电动汽车中所采用的电池技术。该方法论旨在建立车辆市场表现与电池工程特性之间的可靠联系，同时解决因不同制造商和市场间技术披露不一致所带来的局限性。工作流程包括车辆样本定义、数据收集、来源验证、技术分类和不确定性评估。本研究的主要分析单位是车辆车型。车型代表了制造商将其识别为独立产品的商业化车型[15然而，由于电池化学成分、制造地点、供应商选择和电池包设计的改进，电池技术在车辆的整个生产周期内往往会发生变化。因此，当存在实质性差异时，同一型号下的不同电池配置会被视为独立的配置。这种方法保留了技术演进的过程，而不是将多个世代合并为一个简化的单一表示。根据分析目标的不同，统计评估分别在配置级别和车型级别进行。选择车型作为主要分析单位，是因为在不同制造商和市场中，销售数据在车型级别上报告最为一致，为评估商业相关性提供了统一的基础。为了考虑不同配置和电池选项之间的差异，只要有足够的详细技术信息，同一车型内具有实质性差异的电池配置都会被单独记录。

2.1. 车辆选择标准与样本定义

车辆样本是基于2010年1月至2026年6月期间全球量产纯电动汽车的累计销量建立的。选择策略侧重于识别具有商业意义的纯电动汽车车型，同时确保有足够的可靠技术信息可用于电池对比。最终数据集包含50个根据全球累计销量表现选出的高销量纯电动汽车车型。候选名单是利用独立市场数据库、制造商出版物和公开的注册记录编制的。每个候选车型都根据全球销量表现和可验证电池相关信息的可用性进行了评估。选择过程旨在代表不同制造商、地区和电池技术的商业成功车型，而不是偏向特定的市场细分或技术。纳入标准为：由可充电电池和电动机驱动的电动乘用车、已实现商业化生产、至少在一个主要汽车市场有售、拥有独立报告的销售信息，并能从制造商文件、监管记录、同行评审研究或经核实的调查中提供公开可获取的电池规格。插电式混合动力汽车、常规混合动力汽车、未确认量产的概念车以及缺乏可靠销售数据的车型均被排除。由于运营要求和电池设计考虑不同，电动公交车和重型卡车等商用车未被纳入考虑范围。车辆分类遵循制造商定义，当区域变体代表同一车型系列时予以合并。然而，当平台共享车辆代表具有独立销售记录或不同电池配置的独立产品时，则对其进行单独分析。

2.2. 销售数据收集与验证

全球销售数据收集自多个来源，因为没有任何单一数据库能提供整个研究期间所有电动汽车型号完整且一致的全球销售信息。本综述使用的来源包括成熟的电动汽车市场数据库、汽车行业数据库、制造商年度报告、制造商投资者沟通文件以及政府车辆登记记录。对于每辆选定的汽车，数据库记录了累计全球销量、可用的年度销售历史、地理市场覆盖范围、来源身份和检索日期。销售信息经过仔细评估，因为数据库之间的差异可能源于不同的报告方法。例如，一些来源报告制造商交付量，而另一些则报告车辆登记量或估计的市场出货量。这些差异被记录在案，而非在缺乏依据的情况下进行合并。当多个来源报告同一车辆和时期的不同销售数值时，将根据来源可靠性、报告方法和市场覆盖范围对差异进行审查。在有条件的情况下，优先采用官方制造商信息和政府注册数据。当官方数据不完整时，使用独立市场数据库以提供更广泛的全球覆盖。最终数据集保留了与每个销售数值相关的原始来源信息，允许未来的研究人员在获得更多信息时更新或修订数据库。

2.3. 电池规格收集与验证框架

电池相关的技术信息是采用针对特定参数的验证方法收集的，因为不同参数的来源可靠性各异。官方报告的规格（包括电池容量、认证续航里程和公开的电池包架构）主要参考制造商文件。监管认证记录用于验证电气规格和车辆合规数据，而对于很少公开的参数（如电芯格式、供应商信息、内部电池包结构和电池构造细节），则参考同行评审研究和独立拆解分析。当发现信息冲突时，会根据来源的相关性和技术可靠性来评估差异，而不是普遍选择单一来源。审查的参数包括电池容量、电芯化学成分、电芯形式、电池包架构、电池布置、电压等级、电池包近似质量、认证续航里程以及公开可用的电池供应商信息。在同一车型下发布的不同电池配置被视为独立的各种技术版本，因为许多纯电动汽车在生产过程中，其化学成分、容量、供应商和电池包设计都经历了重大变化。无法核实的信息被归类为未披露，并避免使用未经证实的假设。续航里程数值是根据各市场使用的原始认证标准报告的，包括WLTP、EPA和CLTC。由于这些测试程序使用不同的运行条件和修正方法，续航里程数值在不同标准之间未进行转换，比较仅限于在相同认证周期下评估的车辆。

2.4. 电池技术分类框架

电池技术是根据直接影响车辆性能、制造策略和商业化应用工程特性的分类的。该分类框架涵盖了成熟的锂离子技术以及在审查期间观察到的新兴电池技术。电池化学体系被分为磷酸铁锂（LFP）、镍锰钴氧化物（NMC）[16]、镍钴铝氧化物（NCA）[17]，混合化学体系，或新兴化学体系。当同一车型在不同生产年份、地区或制造工厂使用不同化学体系时，归入混合类别。新兴化学体系包括新引入的技术，如钠离子和锂锰基系统。电池格式分为圆柱形、方形或软包形。在条件允许的情况下，通过物理规格进一步区分圆柱形电池，因为电池尺寸的差异代表了不同的工程设计方法，特别是传统小型圆柱形电池与结构化电池设计中采用的新型大尺寸电池之间。电池包架构根据电池、模组与车辆结构之间的集成程度进行分类。传统的基于模组的设计[18], 电池到包系统 [19], 电池到车身概念 [20], 以及电池到底盘架构被区分开来，以反映向更高结构集成度演进的过程 [21]。电池布局根据主要安装位置进行分类，包括地板下、后置和分体式配置。当平台设计和结构集成方面的额外信息公开可用时，这些信息会被记录下来，特别是针对现代滑板式纯电动汽车架构。

2.5. 数据组织与置信度评估

最终数据库的建立旨在实现报告结果与原始来源之间的完整可追溯性。每条记录均包含与车辆制造商、车型名称、生产周期、平台、电池配置、累计销量、电池规格、技术分类及来源参考相关的信息。同一车型名称下的主要电池版本变更被存储为独立记录，并与相应的车辆身份信息相连。这种结构允许评估电池随时间演进的过程，而无需将不同代产品平均为一个单一数值。它还能详细分析制造商如何根据成本、性能要求和市场条件的变化来改进电池技术。根据支持证据的可用性和质量，为每个技术参数分配了置信度评估。高置信度值对应于由制造商文档、监管记录或多个独立技术来源确认的信息。中等置信度值对应由可靠工程出版物或经核实的工程调查所支持的信息。低置信度值对应由有限的次级来源报告且未经独立确认的信息。缺乏充分证据的参数被归类为未披露。该置信度框架确保本综述能够区分已确认的技术信息与不确定数据。它还能防止因信息披露不完整而导致缺乏依据的结论。因此，后续章节中呈现的每一项统计分析都可以追溯到具体的车辆配置及其相应的证据来源。该方法论为比较商业重要电动汽车的电池技术奠定了透明的基础。通过将销售信息、技术规格、来源验证和不确定性评估整合到一个统一的框架中，本综述提供了一种可复现的方法，用于理解2010年至2026年间电动汽车电池系统的发展。

3. 结果

3.1. 样本构成与累计销售排名

最终数据集包含50款高销量纯电动汽车车型，代表了来自中国、美国、韩国、日本和六个欧洲国家的34家母公司制造商。表1列出了制造商、车型、车辆平台、首年投产年份以及截至2026年上半年的全球累计销量估值。遵循第2节报告的销售数据汇编自制造商披露、市场数据库、行业报告和政府登记记录，并根据现有证据的质量和一致性分配了置信水平。所审查的样本反映了全球商业化成功的纯电动汽车分布情况。中国制造商在所选车辆中占比最大，突显了过去十年中国电动汽车行业的快速扩张。来自北美、欧洲、日本和韩国的制造商提供了其余车型，从而形成了一个地理分布广泛的数据集，捕捉了全球纯电动汽车市场的主要技术发展。在数据验证过程中，部分销售数据根据最新的公开信息进行了更新。特斯拉Model Y、特斯拉Model 3和SGMW宏光Mini EV的累计销量根据制造商的最新披露和独立市场报告进行了修订，并被归类为高置信度。相比之下，比亚迪多个车型系列的累计销量按原发布数据记录，因为公开来源将纯电动和插电式混合动力车型统一归在同一名称下。因此，根据下文所述的置信度评估框架，这些条目被分配了较低的置信度第2节最终数据集为评估全球电池电动汽车市场中商业化应用与电池工程特性之间的关系奠定了代表性基础。
表1。按估计全球累计销量（2010年–2026年上半年）排列的50款已审查电池动力电动车型列表。

其余销售数据报告于表1这些数据保留自已验证的数据集，并根据现有证据的质量和一致性被分配为中等或低置信度。尽管已尽一切努力利用多个独立来源验证报告的数值，但由于报告习惯的差异以及公开可访问的全球销售数据库的有限性，无法对全部五十个车型号进行完全验证。尽管如此，报告的数值为所选电池电动汽车的商业化应用提供了具有代表性的衡量标准，并支持了本综述中呈现的对比分析。最终数据集涵盖了34家母公司制造商，提供了对全球电池电动汽车市场的广泛覆盖。中国制造商在所综述的车型中占最大比例，反映了近年来中国电动汽车行业的快速扩展及其商业电池电动汽车产品组合的显著多样化[71]。来自北美、欧洲、日本和韩国的制造商构成了数据集的其余部分，形成了一个地理分布多样化的样本，捕捉了全球电池电动汽车生产中的主要技术发展。销量最高的15款电池电动汽车车型的累计销量展示在图2中，说明了本综述中包含的领先车型的商业分布情况。完整50款车型数据集的制造商分布总结在图3中，突出了分析中包含的主要汽车制造商的代表性。
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图2。截至2026年上半年，所审查数据集中包含的销量最高的15款纯电动汽车车型的全球累计销量。
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图3。50款电池电动汽车模型审查数据集中所代表的制造商分布。

3.2. 电池容量与电芯化学体系

表2总结了各款在售车型配置的可使用电池容量范围，以及每款受评纯电动汽车所采用的主流电池化学体系。分析的车型涵盖了广泛的电池容量，反映了数据集中包含的各类车型细分市场的多样性。最小的电池配置出现在SGMW宏光Mini EV上，容量为9.3 kWh，代表了紧凑型城市出行细分市场[26]，而最大的配置则出现在比亚迪唐EV上，容量达到108.8 kWh，代表了全尺寸纯电动SUV[34]比亚迪唐EV的报告容量值得到了制造商规格和独立技术记录的支持，并被赋予高置信度。在五十款受审模型中，LFP和NMC是主要的电池化学体系。二十七款模型完全或在特定标准续航配置中采用LFP化学体系，而二十二款模型主要采用NMC化学体系。以早期特斯拉Model S和Model X电池系统为代表的一类模型采用了NCA化学体系，由于NMC和LFP替代方案的日益普及，该体系在商业应用中已逐渐减少[72所综述车辆中主流电池化学体系的分布情况如图4所示。在数据核实过程中，对蔚来ES6和ET5的报告容量范围进行了修订。此前报告的75至150 kWh范围包含了一款部署有限的150 kWh电池选项，该选项并非标准客户可购配置。因此，本分析排除了该配置，并将报告的容量范围更新为75至100 kWh，以更准确地代表市售车辆配置。
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图4。五十款已审查的纯电动汽车模型中主流电池化学体系的分布情况。
表2。五十款已审查模型的可利用电池容量范围及主流电芯化学体系。

可用电池容量与代表性续航里程之间的关系在图5中展示由于续航里程数值源自不同的认证程序（包括WLTP、EPA和CLTC），所呈现的关系旨在展示通用的工程趋势，而非提供车辆间的直接性能排名。在此背景下，由于磷酸铁锂（LFP）的质量能量密度低于富镍化学体系，基于LFP的车辆通常表现出适中的容量与续航里程比。相比之下，包括小米SU7 [45]和极氪001/007 [66]，通过高能量密度与先进电池包级优化的结合，实现了更长的续航里程。在所审查的数据集中观察到的LFP化学体系采用率不断提高，反映了全球电动汽车电池市场的更广泛转型[73]。如图6所示2020年至2025年间，LFP的部署量大幅增加，这主要得益于其在成本、耐用性和热稳定性方面的优势。这一转变表明，现代BEV的电池化学体系选择日益受到应用需求的影响，而非仅仅追求最大化能量密度[74].
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图5。在所审查的纯电动汽车车型中，可用电池容量与代表性续航里程之间的关系。
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图6。2020年至2025年电动汽车中磷酸铁锂电池和镍基电池化学体系的全球应用趋势。

3.3. 电芯规格、电池包架构与车载布置

表3总结了五十款受审BEV车型的电芯格式、电池包架构、标称电压等级及电池包近似质量。分析表明，全球市场并未被单一电芯格式主导，这反映了制造商所采取的不同工程优先策略[75,76]。在受审样本中，方形电芯是最常见的格式，占五十款车型中的二十五款[77]. 它们的广泛采用主要与使用磷酸铁锂电池系统和高度集成电池包设计的制造商相关，包括刀片电池和类似的长方体架构 [78,79]. 软包电池被用于二十款车型，特别是在欧洲、韩国和北美平台中，这些平台通常使用全球主要制造商供应的电池单元。圆柱形电池，包括18650、2170和4680格式，被用于五款车型，主要与特斯拉电池架构相关。所审查车辆中主流电池格式的分布情况如图7所示图7观察到的差异表明，电池单元格式的选择仍然强烈依赖于车辆需求、制造策略、热管理考虑以及电池包集成方法，而非代表向单一通用设计的转变 [77].
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图7。在五十款已审查的电池电动汽车车型中，主流电芯形式的分布情况。
表3。五十个已审查模型的电池格式、电池包架构、标称电压和近似电池包质量。

报告中的标称电压信息表3应结合数据可用性进行解读。制造商并未一致披露电池组的精确电压值，且该值可能因电池化学成分、串联配置以及同一车型内的电池容量选项而异[79]。因此，当无法从可靠技术来源获取精确数值时，报告的是相应的电压等级而非估算值。已确认的电压值包括特斯拉Model 3约为350 V[80]、日产Leaf约为360 V[23]，现代 Ioniq 5 [41] 和起亚 EV6 的电压约为 697 V [42]，而保时捷 Taycan 的电压约为 723 V [57]，这些数据均基于制造商文档和公认的技术参考资料。电压架构的分布以及向更高电压系统的过渡将在第 3.4 节中进一步分析. 在...中报告的包架构表3同时也展示了向更高电池集成度和结构化利用的明显转变。在所审查的样本中，传统的平底和滑板式配置仍是最常见的架构，反映了它们在底盘电池布置和低车辆重心方面的优势。与此同时，一些较新的平台采用了更集成的设计方案，包括电池车身一体化、电池底盘一体化和结构化电池包设计，比亚迪海豹、小米SU7、小鹏G6/P7以及极氪001/007均采用了此类设计。这些架构缩小了独立电池包组件与车辆结构之间的界限，有望提高空间利用率、减少无效质量，并增加可用的座舱或电池容积。传统架构与高度集成架构的并存表明，电池包集成正在逐步演进，而非遵循单一的通用设计路径。表3进一步展示了车辆尺寸、电池容量和电池包架构的影响。报告的数值范围从SGMW宏光Mini EV的约110–150 kg，到比亚迪唐EV、梅赛德斯-奔驰EQA/EQS以及蔚来ES6/ET5等大容量或性能导向型纯电动汽车的约600–750 kg不等。乘用车样本中以中间数值为主，通常反映了电池容量和车辆细分市场的差异。然而，这些质量数值应被视为依赖于来源的近似值，因为制造商和技术来源并未一致定义电池包边界，也未披露是否包含外壳、冷却系统、电池管理系统（BMS）和结构部件。因此，表3用于表征电池系统质量的广泛差异，而非直接推导可比的电池包级质量能量密度。综合来看，表3证明电池系统设计并非由单一优化变量决定。电芯形式、电池包架构、电压等级和质量是相互关联的工程选择，反映了车辆尺寸、电池容量、充电需求、制造策略、结构集成和封装约束。在几款较新的纯电动汽车中，高度集成电池包和更高电压架构的出现，表明了从传统模块化电池系统向更集成的整车级设计转变的广泛趋势。然而，由于报告参数的置信水平差异显著，特别是电池包质量和部分电压值，这些观察结果被解释为比较性的工程趋势，而非统计学上的普遍规律。

3.4. 电压架构与电池包质量

数据集中的大多数车辆采用传统的400V级电气架构，50款车型中有39款属于这一类别。在5款车型中观察到了专用的800V级平台，包括现代Ioniq 5、起亚EV6、保时捷Taycan、小鹏G6/P7以及极氪001/007。这些架构通过在快速充电期间降低电流需求，从而实现更高的充电功率，进而减少电能损耗并提升充电性能[81]。此外，几家制造商在特定的高性能或长续航配置中引入了800V能力，同时在低配版本中保留了400V系统[82]。例如比亚迪海豹、比亚迪汉EV、小米SU7、现代Kona电动版和梅赛德斯-奔驰EQS。所审查样本的电压分布情况展示在图8中。上汽通用五菱宏光Mini EV是数据集中的一个特殊案例，采用了约96V的低压架构[83]. 这种配置反映了其作为紧凑型城市出行工具的设计目标，而非需要长续航和高功率充电能力的高速乘用BEV [84]. 电池包质量与车辆细分市场及可用能量容量之间存在强相关性 [85]。所涉及的车辆电池系统重量从紧凑型微型车的约110至150公斤，到大型SUV和性能导向型车辆的约600至750公斤不等。这些数值是基于公开规格的工程估算值，由于制造商披露的完整电池包质量数据有限，应将其视为近似值。向更高电压架构的转变代表了BEV发展的一个重要方向[86]。尽管400V系统在当前量产车型中仍占据主导地位，但800V平台的采用正在加速，尤其是在高端和高性能细分市场[87]。中国市场800V级车型的扩展情况如图9所示，这表明行业正日益转向更高电压的电气系统，以支持更快的充电速度和更高的整车效率。为了更好地展示所审查数据集所代表的技术演进，图10根据各车型生产年份总结了主流电池技术的采用趋势。在市场发展的早期阶段，富镍电池系统在商业上成功的纯电动汽车中占据主导地位[88]。然而，从2020年左右开始，磷酸铁锂电池化学体系迅速扩张，尤其是在高产量制造商中，这反映了电池设计、制造效率和成本竞争力的提升[88]. 在电气架构方面也观察到了类似但稍晚的转型。虽然2020年之前推出的几乎所有量产BEV都采用传统的400 V平台，但自2022年以来，专用的800 V架构已变得日益普遍，尤其是在高端和高性能车型领域[89]。这些趋势表明，近期的电池开发已转向系统级优化，除了电化学性能外，还强调制造效率、结构集成和快速充电能力[90].
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图8。在五十款已审查的纯电动汽车车型中，电池电压架构的分布情况。
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图9。2022年至2025年中期中国市场在售的800V级乘用车电池电动汽车车型增长情况。
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图10.商用纯电动汽车电池化学成分与电气架构的演变。

3.5. 广告范围

表4总结了五十款受评BEV车型的制造商报告续航里程、对应认证标准、置信水平以及近似能效。能效值通过可用电池容量除以最高续航配置的报告里程计算得出。其他车辆特性，包括电池容量、化学成分、电芯格式、平台和销售信息，已在前面的章节中介绍，使本节能专门聚焦于续航表现及其与电池利用率的关系。直接比较广告续航里程值需要谨慎考虑，因为全球认证程序（包括WLTP、EPA和CLTC）使用不同的测试条件和计算方法[91]。因此，续航里程值的评估主要基于相同的认证标准，而非跨越不同的测试循环。在CLTC认证车型中，报告的续航里程从SGMW宏光Mini EV的约120公里，到配备100 kWh电池和800 V架构的极氪007长续航版的约870公里不等。一款配备140 kWh电池的限量版极氪001车型实现了更高的CLTC续航里程；但由于其不代表广泛可用的商业配置，因此被排除在[92]。对于WLTP认证的车辆，报告的续航里程从早期BMW i3配置的约130公里到最新特斯拉Model 3长续航后驱配置的约750公里不等。最新Model 3续航里程的提升，反映了与早期车型相比，电池技术的持续改进以及更高容量配置的应用。在所审查的样本中，EPA认证车辆的续航里程从入门级日产Leaf配置的约270公里到特斯拉Model S长续航版的约634公里不等[93].
表4。制造商宣传的范围、适用的测试标准、置信度以及五十款已评测型号的近似效率。

不同认证标准的续航里程分布情况见图11。在数据核实过程中，此前报告的蔚来ES6/ET5续航里程值已进行修正，排除了与限用150 kWh电池换电配置相关的1055公里数据。更新后的CLTC工况续航里程为490至625公里，代表了市售的75 kWh和100 kWh电池配置。
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图11。在五十款受审电池电动汽车车型中，各认证标准下制造商宣传的续航里程分布。
作为一般参考，对全球认证程序的独立比较表明，对于同类车型，WLTP值通常高于EPA值，而CLTC由于测试条件不同，通常报告最高值[94]。这些差异强调了在解读广告续航里程时考虑认证方法的重要性。表5总结了所审查的五十款车型在电池化学体系、电芯形式和电压架构方面的整体分布情况，并整合了第3.2节中讨论的分类。, 第3.3节和第 3.4 节中进一步分析。相应的分布情况如图12所示图12。提供多种电池化学体系选项的车型（例如LFP标准续航和NMC长续航配置）被归类为双化学体系，以避免重复计算[95]. 这种分类反映了所审查车队中实际的配置多样性，并且直接源自所展示的单个车辆级数据。表2和表3.
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图12。在50款已审查的电池电动汽车车型中，电池化学体系、电芯形式和电压架构的汇总分布。
表5。五十款已审查车型中电池化学体系、电池包形式和电压等级的汇总分布。

3.6. 电池布置示意图

为了清晰概述所研究的电池电动汽车的电池包集成情况，图13, 图14, 图15, 图16, 图17和图18展示了表中列出的50款电动汽车模型的电池布置位置表6每辆车的示意图包含两个正交视图，由顶视图和侧视图组成，以改善电池在车辆结构中位置的可视化效果。顶视图展示了电池占地面积相对于车辆地板区域、轴距和整体车身布局的情况，而侧视图则提供了关于电池包在底盘内垂直位置的额外视角。这些示意图是使用制造商报告的车辆尺寸（包括总长、宽、轴距和高度）结合代表性的车辆车身轮廓开发的。这些插图旨在提供电池放置的比例表示，而非复制专有的工程图纸。这50辆车被分为六组，分布在图13, 图14, 图15, 图16, 图17和图18中的参数，每张图根据提供的分类包含多种车辆布局表6.
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图13。第一组纯电动汽车的电池布置示意图，以顶视图和侧视图显示。
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图14。第二组纯电动汽车的电池布置示意图，以顶视图和侧视图显示。
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图15。第三组纯电动汽车的电池布置示意图，显示顶视图和侧视图。
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图16。第四组纯电动汽车的电池布置示意图，分别以俯视图和侧视图呈现。
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图17。第五组纯电动汽车的电池布置示意图，分别以俯视图和侧视图呈现。
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图18。第六组纯电动汽车电池布置示意图，采用顶视图和侧视图显示。
表6。用于电池布置示意图的车辆分组和参考尺寸。

为了将讨论建立在可观察的行业实践基础上，图19比较了所审查车辆样本中七家汽车制造商报告的人机协作采用情况，涵盖了三类机器人：用于组装的协作机器人（cobots）、用于组装和物流的人形机器人[96]以及用于设施巡检的四足机器人[97,98]。基于协作机器人的组装已在特斯拉、宝马和福特实现运营部署。人形机器人项目仍集中在试点阶段，包括宝马的图3中以及AEON的部署、梅赛德斯-奔驰的Apptronik Apollo项目、丰田的Agility Digit试点和特斯拉的内部Optimus部署，而现代汽车的波士顿动力Atlas项目仍处于已公布的研发阶段，计划于2028年工厂推广。据报道，四足巡检机器人在宝马、福特、现代和大众汽车中承担着巡逻和预测性维护任务。这种不均衡、依赖于类别的采用模式，加上多家制造商在某一或多个类别中未公开披露任何活动，进一步印证了电动汽车制造领域的人机协作呈现出碎片化且披露不一致的特征，这也正是本综述开发标准化、可溯源框架的初衷。
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图19。七家汽车制造商中协作机器人、人形机器人以及四足/巡检机器人的报告采用阶段。

4. 讨论

所审查的数据集捕捉到了商用电池电动汽车发展中的一个根本性转变，即电池工程已从追求电池单元能量密度的最大化转向优化完整的电池-车辆系统。早期的BEV平台主要通过富镍正极化学体系来优先提高比能量，以克服续航里程限制。然而，近期的商用设计表明，电池选择日益受到能量密度、成本、耐用性、安全性、可制造性、充电能力和供应链考量等更广泛因素的综合影响。因此，现代BEV的发展并未收敛于单一的最佳电池技术，而是转向针对车辆级别和市场需求量身定制的特定应用解决方案。在所调研的车型中，一个主要趋势是磷酸铁锂（LFP）化学体系的快速扩展，特别是在高销量和对成本敏感的细分市场中。LFP采用率的提高并不代表对富镍化学体系的直接替代；相反，它反映了工程优先事项的转变。镍基电池在能量密度方面继续保持优势，因此在长续航和性能导向的应用中更受青睐。相比之下，LFP具有更低的材料成本、更好的热稳定性和更长的循环寿命，这在以经济性和耐用性为主要设计约束的车型中具有显著优势。特斯拉、比亚迪及其他全球纯电动汽车制造商中LFP与富镍电池的共存表明，电池化学体系的选择现在是由车辆需求决定的，而非遵循统一的技术等级。数据集进一步表明，电池性能的提升日益源于电池包层级的工程设计，而非仅仅依靠电化学技术的进步。传统的“电芯-模组-电池包”架构正逐渐被“电芯-电池包”和“电芯-车身”配置所取代，这些配置减少了非活性组件，提高了体积利用率，并提升了结构效率。尽管制造商们采用了不同的解决方案，包括特斯拉的结构化圆柱电芯方案和比亚迪的刀片电池架构，但这些设计都拥有相同的目标，即通过更高集成度来最大化系统级效率。这一趋势凸显了机械设计、制造工艺和结构优化作为未来电池竞争力的关键因素，其重要性日益凸显。
所调研车辆中电池单元格式的分布情况证实，没有任何一种单一的尺寸规格实现了普遍主导地位。方形电池因其与高度集成的电池包结构兼容而被广泛采用，而软包电池和圆柱电池在包装灵活性、机械鲁棒性或既有制造能力具有优势的领域依然重要。多种电池单元格式的持续使用表明，电池架构仍然强烈依赖于特定应用的需求，包括热管理、生产可扩展性、结构设计和供应链策略。所调研的车辆还展示了向更高电压电气架构的逐渐过渡。虽然400V系统在当前商用纯电动汽车中仍占主流，但800V平台的采用率正在上升，尤其是在高端和性能导向型车辆中。更高的电压能够降低电流水平、减少电能损耗，并提升高功率充电能力；然而，这需要额外开发电力电子设备、绝缘系统、充电基础设施兼容性以及热管理策略。因此，预计行业向800V架构的转型将逐步进行，而非完全取代400V平台。总体而言，研究结果表明，现代纯电动汽车电池的发展受系统级优化驱动，而非单一电池参数的改进。电池化学体系、电芯形式、电气架构、结构集成和制造策略正日益作为相互关联的设计变量得到优化。在所审查的五十款车型中观察到的多样性证实，未来的电池技术进步很可能源于改进材料、先进电池包架构、高效制造方法以及优化车辆级能量管理的整合，而非单一电池技术的主导。对所评测车辆的对比表明，制造商根据车辆细分市场和性能需求采用了不同的电池策略。特斯拉主要强调圆柱形电池、富镍化学体系和高度集成的结构设计，以支持能量密度、性能和制造效率；而比亚迪则广泛采用磷酸铁锂化学体系、棱柱形刀片电池和集成电池包架构，以强调成本、安全、耐用性和封装效率。现代起亚及其他制造商越来越多地将高容量电池与800V级架构相结合，以提升快充性能，尤其是在高端和性能导向型车辆中。相比之下，许多高销量和对成本敏感的纯电动汽车仍继续使用磷酸铁锂电池、棱柱形电池和400V级系统。这些差异表明，没有任何一种电池技术是绝对优越的；相反，制造商通过化学成分、电芯形式、电池包架构和电压平台的不同组合，来平衡能量密度、成本、安全性、耐用性、充电能力、制造策略以及车辆需求。

5. 局限性与未来研究机会

本综述对商用BEV电池技术进行了全面比较；然而，仍需考虑若干局限性。主要局限在于电池工程信息的公开程度不完整。电池供应商、内部电池包结构、热管理设计以及精确电气规格等参数通常无法获取，需要借助监管文件、技术调查和拆解研究。尽管应用了置信度评估框架，但部分技术参数仍存在不确定性。另一个局限性是电池系统在车辆生产周期内的快速演进。许多纯电动汽车（BEV）车型在电芯化学成分、容量、供应商和电池包架构方面都会进行更新，而一些中间变更可能不会公开记录。本研究在信息充足时会区分主要的电池配置，但未来的数据库应纳入基于生产级电池信息的持续更新。车辆之间的比较也会受到全球测试标准和报告方法差异的影响。WLTP、EPA和CLTC循环的续航里程数值并不直接等同，而销售数据可能会因来源报告的是注册量、交付量还是预估出货量而有所不同。因此，这些结果应被视为工程趋势，而非绝对的性能排名。此外，商业上的成功不能仅仅归功于电池技术。车辆成本、充电基础设施、政府政策、产能以及消费者偏好都会强烈影响市场普及率。因此，本综述识别了电池设计选择与市场成功之间的关系，但并未建立直接的因果关系。在同一车型名称下，电池单元格式可能因配置版本、生产年份和电池配置而异，这可能导致车型层面的汇总计数出现歧义。尽管在可识别的情况下保留了实质上不同的配置，但公开披露的不完整限制了为所有车辆建立完全标准化的配置级分母的能力。此类比较研究的主要局限性总结如下图20使用石川图。该图突出了不确定性的主要来源，包括数据可用性、来源可靠性、技术演进、测试方法不一致以及集成电池系统的复杂性，同时提出了可能的缓解措施，如标准化报告、提高技术透明度和持续更新的电池数据库。尽管存在这些局限性，所开发的框架仍为评估商用纯电动汽车电池技术提供了一种结构化且可追溯的方法。未来的研究应侧重于自动化数据收集、实际性能分析、电池生命周期评估以及钠离子电池、固态电池和结构电池系统等新兴技术。
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图20。影响商业电动汽车电池技术的根本原因。

6. 结论

电池电动汽车的快速发展从根本上改变了电池工程领域，使得全面的技术综述变得日益重要。在过去的十年中，电动汽车电池的设计已从主要关注最大化能量密度，转向优化成本、安全、耐用性、充电性能、制造效率和结构性能的集成系统。然而，电池信息在制造商文档、监管记录、技术研究、拆解分析和市场数据库中仍然高度碎片化，给一致性比较带来了挑战。本研究开发了一个标准化的、可溯源的技术数据库，涵盖了2010年至2026年间生产的50款高销量BEV车型，将全球累计销量与电池化学体系、电芯形式、容量、电池包架构、电压等级、质量、布置位置和续航里程整合在一起。该数据库对商用BEV电池技术的发展提供了定量概述。主要研究结果如下：在50款受审车型中，有27款车型排他性地使用或在特定配置中采用LFP化学体系，而22款车型主要使用NMC化学体系；NCA主要与早期特斯拉Model S和Model X系统相关。方形电池是主流形式，出现在50款车型中的25款，其次是袋式电池（20款）和圆柱电池（5款）。在电气架构方面，50款车型中有39款被归类为400V级，而6款车型代表了专用的800V级架构，另有部分车辆提供特定的高压配置。可用电池容量范围约为9.3至108.8 kWh，这反映了不同车型细分市场中部署的电池系统存在巨大差异。结果还表明，从早期富镍化学体系向更大规模采用磷酸铁锂电池的转变具有明显的阶段性特征，同时伴随着电池包集成度的提高以及高压架构的出现。然而，这些发现描述的是技术的普及程度和时间关联性，而非与商业化采用之间的因果关系。累计销量被用作衡量商业相关性的指标，但其本身会受到车辆车龄、市场供应、生产规模、价格、补贴政策以及其他因素的影响。因此，本研究并不声称特定的电池工程选择直接导致了更高的车辆销量，也没有建立推断性回归或因果统计关系。数据置信度也因参数而异。高置信度的发现基于制造商、监管机构和其他可靠技术来源的直接支持，而由于公开报告不完整或不一致，若干电池包质量值、车型销量数据和选定的电池规格的置信度较低。这些置信度较低的观测值在数据库中被明确标识，因此应谨慎解读，而非将其视为与直接验证的测量值等同。总体而言，研究结果表明，商业BEV电池的开发日益受到成本、安全、耐用性、充电能力、制造效率和整车集成等系统级优化的驱动，而非仅仅依赖能量密度。由此生成的数据库为研究人员和工程师提供了定量且可追溯的参考，并为涉及暴露归一化市场分析、热管理分类、生命周期评估、制造优化以及新兴电池技术的未来工作奠定了基础。

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