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快充對(duì)電動(dòng)汽車電池的影響到底有多大?
發(fā)布者:深圳市中科能源有限公司    發(fā)布時(shí)間:2017-03-30
 
【高工鋰電綜合報(bào)道】

充電樁其實(shí)就相當(dāng)于加油站里的加油機(jī)。新能源汽車的普及推廣,讓充電樁逐漸進(jìn)入到人們的生活中。

根據(jù)人們的實(shí)際情況,新能源車主以快充、慢充和飛線為主要充電方式。首先飛線是極不提倡、最危險(xiǎn)的充電方式,而慢充時(shí)間長(zhǎng),尤其是沒有私人充電樁的車主,慢充方式的時(shí)間、精力和金錢的壓力太大,而快充方式又有損害電池的傳言,坊間一直流傳要以快慢充相結(jié)合的方式進(jìn)行充電。

  隨著電動(dòng)汽車用戶的不斷積累,基礎(chǔ)充電問題也逐漸暴露出來,充電設(shè)備和企業(yè)之間不互通、車主不僅要掌握充電樁的位置,還要了解充電樁的品牌和支付方式。

  鋰電池的工作原理

  要討論直流充電對(duì)電池的影響,首先要了解電動(dòng)汽車電池。

  目前市面上電動(dòng)汽車大多數(shù)是鋰離子電池,電池有兩極:正極是鋰化合物,負(fù)極為石墨。

  在充電時(shí),電池的正極上有鋰離子(Li+)生成,生成的鋰離子(Li+)經(jīng)過電解液從正極運(yùn)動(dòng)到負(fù)極,而負(fù)極的石墨是有微孔的層狀結(jié)構(gòu),到達(dá)負(fù)極的鋰離子(Li+)嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子(Li+)越多,充電容量越高;在放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子(Li+)脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極,回到正極的鋰離子(Li+)越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

  因此,理想狀態(tài)下,鋰電池的充放電過程中,實(shí)際是鋰離子(Li+)從正極→ 負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),只要正負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化,電池充放電的可逆性很好,鋰離子(Li+)電池就能保證長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)。

  快速充電主要是保證鋰離子(Li+)快速地從正極嵌出并快速的嵌入負(fù)極,不能造成鋰離子(Li+)的沉積。但是在電流增大時(shí),電極負(fù)極(石墨)表面的一層半透膜(SEI)會(huì)有一定程度的破裂,使電極材料和電解液相互反應(yīng)。另外溫度升高會(huì)伴隨著一些副反應(yīng),如電解液分解、電極上產(chǎn)生沉積物,導(dǎo)致可逆性降低,電池容量也就會(huì)慢慢的減少。

  快充對(duì)電池的影響

  電動(dòng)汽車充電時(shí),電動(dòng)汽車上電池管理系統(tǒng)BMS會(huì)估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài) (State of Charge,即電池剩余電量),根據(jù)電池包的狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流的大小,保證SOC維持在合理的范圍內(nèi),防止由于過充電或過放電對(duì)電池的損傷,因此不需過度擔(dān)心快充對(duì)電池的損傷。

 

  其實(shí),電池中鋰離子就像正在搖擺的秋千,當(dāng)不存在摩擦力、重力等外界因素,因?yàn)槟芰渴睾?,秋千將一直左右搖擺下去。但是只要有一個(gè)外界因素影響,也許鋰離子這把秋千,不會(huì)擺的像之前那樣高,這個(gè)因素一直存在,秋千也許某天會(huì)停下來。

 

  因此,電動(dòng)汽車的電池包是否會(huì)過充或過放,很大程度上取決于BMS系統(tǒng)的管理水平。所以無論是消費(fèi)者還是車企追求高續(xù)航時(shí),不只是增大電池容量,也要提高對(duì)電池管理系統(tǒng)BMS的管理和升級(jí)。

  如何通過快慢充減少對(duì)電池的損害

  如果對(duì)電池管理系統(tǒng)BMS沒信心,而且有條件自建充電樁,那最好還是以交流慢充為主,直流快充補(bǔ)電為輔。因?yàn)榻涣髀漭斎氲氖墙涣麟?,再由車載充電機(jī)轉(zhuǎn)換成直流電給電池包充電,相對(duì)輸入功率較小,過充的機(jī)會(huì)很小。

  目前,在充電樁市場(chǎng),有些直流充電樁自帶有過充主動(dòng)保護(hù)功能。它會(huì)主動(dòng)地對(duì)電池包的充電狀態(tài)進(jìn)行偵測(cè),并智能化地優(yōu)化充電曲線。當(dāng)充電樁偵測(cè)到電池包即將快要充滿時(shí),充電樁會(huì)自動(dòng)降低輸出電流,進(jìn)入涓流慢充階段;當(dāng)充電樁偵測(cè)到電池包電量已達(dá)到一定值(如電池包電量達(dá)到97%時(shí)),且涓流充電超過一定時(shí)間(10分鐘)后,則充電樁會(huì)主動(dòng)斷開充電,以防電池包過充。如使用這種有防過充功能的充電樁時(shí),則無需擔(dān)心此問題。

  雖然用戶在使用充電樁充電時(shí),充電方式和支付方式不同,但不同充電樁之間交替輪流充電,基本上是不會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不良影響的。如上所述,理論上不同充電樁對(duì)電動(dòng)汽車充電效果基本上是一樣的,其充電質(zhì)量?jī)?yōu)劣由其自身的電池管理系統(tǒng)的管理水平來決定。

  電動(dòng)汽車的推廣時(shí)間還短,無論是車輛的使用還是相應(yīng)的充電設(shè)施都沒有跟上發(fā)展需要。俗話說,要想富先修路,電動(dòng)汽車要想得到發(fā)展,實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025”十三五目標(biāo),充電樁的發(fā)展必須要走在前端。

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