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    快充對電動汽車電池的影響到底有多大?
    發布者:深圳市中科能源有限公司    發布時間:2017-03-30
     
    【高工鋰電綜合報道】

    充電樁其實就相當于加油站里的加油機。新能源汽車的普及推廣,讓充電樁逐漸進入到人們的生活中。

    根據人們的實際情況,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、最危險的充電方式,而慢充時間長,尤其是沒有私人充電樁的車主,慢充方式的時間、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合的方式進行充電。

      隨著電動汽車用戶的不斷積累,基礎充電問題也逐漸暴露出來,充電設備和企業之間不互通、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

      要討論直流充電對電池的影響,首先要了解電動汽車電池。

      目前市面上電動汽車大多數是鋰離子電池,電池有兩極:正極是鋰化合物,負極為石墨。

      在充電時,電池的正極上有鋰離子(Li+)生成,生成的鋰離子(Li+)經過電解液從正極運動到負極,而負極的石墨是有微孔的層狀結構,到達負極的鋰離子(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(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子(Li+)脫出,又運動回正極,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,理想狀態下,鋰電池的充放電過程中,實際是鋰離子(Li+)從正極→ 負極→正極的運動狀態,只要正負極材料的化學結構基本不發生變化,電池充放電的可逆性很好,鋰離子(Li+)電池就能保證長時間循環。

      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極,不能造成鋰離子(Li+)的沉積。但是在電流增大時,電極負極(石墨)表面的一層半透膜(SEI)會有一定程度的破裂,使電極材料和電解液相互反應。另外溫度升高會伴隨著一些副反應,如電解液分解、電極上產生沉積物,導致可逆性降低,電池容量也就會慢慢的減少。

      快充對電池的影響

      電動汽車充電時,電動汽車上電池管理系統BMS會估測動力電池組的荷電狀態 (State of Charge,即電池剩余電量),根據電池包的狀況自動調節充電電流的大小,保證SOC維持在合理的范圍內,防止由于過充電或過放電對電池的損傷,因此不需過度擔心快充對電池的損傷。

     

      其實,電池中鋰離子就像正在搖擺的秋千,當不存在摩擦力、重力等外界因素,因為能量守恒,秋千將一直左右搖擺下去。但是只要有一個外界因素影響,也許鋰離子這把秋千,不會擺的像之前那樣高,這個因素一直存在,秋千也許某天會停下來。

     

      因此,電動汽車的電池包是否會過充或過放,很大程度上取決于BMS系統的管理水平。所以無論是消費者還是車企追求高續航時,不只是增大電池容量,也要提高對電池管理系統BMS的管理和升級。

      如何通過快慢充減少對電池的損害

      如果對電池管理系統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,直流快充補電為輔。因為交流慢充輸入的是交流電,再由車載充電機轉換成直流電給電池包充電,相對輸入功率較小,過充的機會很小。

      目前,在充電樁市場,有些直流充電樁自帶有過充主動保護功能。它會主動地對電池包的充電狀態進行偵測,并智能化地優化充電曲線。當充電樁偵測到電池包即將快要充滿時,充電樁會自動降低輸出電流,進入涓流慢充階段;當充電樁偵測到電池包電量已達到一定值(如電池包電量達到97%),且涓流充電超過一定時間(10分鐘)后,則充電樁會主動斷開充電,以防電池包過充。如使用這種有防過充功能的充電樁時,則無需擔心此問題。

      雖然用戶在使用充電樁充電時,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,基本上是不會對電池產生不良影響的。如上所述,理論上不同充電樁對電動汽車充電效果基本上是一樣的,其充電質量優劣由其自身的電池管理系統的管理水平來決定。

      電動汽車的推廣時間還短,無論是車輛的使用還是相應的充電設施都沒有跟上發展需要。俗話說,要想富先修路,電動汽車要想得到發展,實現中國制造2025”十三五目標,充電樁的發展必須要走在前端。

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