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快充对汽车电池究竟又哪些伤害?会缩短寿命吗?

来源:宝鄂实业    2019-04-17 16:17    点击量:
新能源汽车是未来汽车的发展趋势,但是限于基础的充电设施和纯电动汽车的续航里程,电动汽车的销量一直没有走高,当然各大车企也在通过技术的迭代,来增加自家电动车型的续航里程或者在充电方式上下功夫。
 
消费者之所以购买电动汽车,多是因为有刚性用车需求,而又限于地方牌照政策而购买,但购买之后的实际体验比较一般,尤其居住周边没有充电桩的用户,可以说在充电方面十分痛苦。
 
有限的续航里程,长时间的充电时间,似乎让新能源进入了一个低谷,如何才能解决这些问题呢?增加电池组扩大电动车的续航里程;或改进电池技术,增加电池容量;再或者能让电动汽车的充电效率增加,缩短充电时间……其中,缩短充电时间是目前比较容易实现的技术。
 
目前建造的充电桩都支持2种模式的充电:慢充、快充!这好比我们的手机充电,有快充和慢充2种模式,在快充模式下,电池能快速的充满电,至少要比慢充快接近40%的速度。而这里的汽车充电也是类似的概念,但是在效率上要远远高于手机。
 
不过,这里需要车友知道的是,快充和慢充是两个概念。慢充是交流电充电,充满电的时间一般为6-8小时,在这种充电模式下电池受到的伤害最小。而快充是一种应急充电方式,用的是大功率直流充电(也有交流快充),这个直流充电的电压一般都是大于电池电压的,需要通过整流装置将交流电变换为直流电,对动力电池组的耐压性和保护提出更高要求,充电电流大,是常规充电电流的十倍甚至几十倍。大量的电子以非常高的速度从正极流向负极。快充的充电时间,一般30分钟会充进80%的电,有些车企在技术上有突破,能做到5分钟充80%的电!这样的充电效率实在高的吓人,但问题也来了,如此快充会对汽车电池造成影响吗?毕竟电动汽车的电池相当于普通车的三大件。
 
理论上会对电池造成影响,毕竟快速充电会对减少电池的循环充电寿命,因为电池是通过化学能转化成电能,充电属于逆向化学反应,经常快速充电会降低电池的还原能力,减少电池的充电循环次数。
 
为了缓解快充带来的负面作用,电动汽车中非常重要的一个部件——BMS电源管理系统。对于电动汽车来讲,BMS是快充的核心部件。BMS的主要作用是智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。比如,当你给新能源车快充时,BMS可以对输入的电流及电压进行控制后,尽可能低的减少快充对电池的损伤,所以在有限的时间内这些损伤可忽略不计,可见BMS对于电池系统的重要性。另外,电池都是一组一组的,在快充时可能会有部分电池组在受保护的情况下不能完全充电,长时间快充会造成这些电池组性能下降。快充导致锂离子电池寿命衰降加速的原因主要来自负极,锂离子电池充电的过程中Li+从正极脱出嵌入到负极,但是Li+在石墨负极内部扩散速度较慢,这就相当于负极有一个门,每分钟只能过20个人,但是我们在使用快充的时候每分钟会有100个人跑到负极,但是只有20个人能够进入到负极内部,其他的人就只能堆积的负极外部,导致负极表面的Li浓度要明显高于负极底部【3】,负极表面Li浓度过高会降低负极表面的电势,从而加剧SEI膜的生长,导致电池内阻的增加。同时快充会在锂离子电池内部产生大量的热量,常规的表面散热技术会导致锂离子电池内部产生较大的温度梯度【4】,过高的温度会破坏负极的粘接性能,从而导致负极活性物质的脱落【2】,从而导致电池可逆容量的损失。因此,快充不仅仅会导致动力电池可逆容量的快速衰降,还会引起电池内阻的增加,从而导致动力电池的性能劣化,严重影响动力电池的使用寿命。
 
相比之下,“换电”技术是解决动力电池充电速度慢更好的方式。顾名思义,所谓“换电”技术就是在动力电池储存的电能消耗殆尽时,为电动汽车更换一组已经充满电的电池组,从而实现电动汽车瞬间满血复活。而更换下来的动力电池包,可以通过专用设备进行小电流充电(即慢充),这不仅避免了快充对动力电池性能的损害,最大限度的提升了动力电池的使用寿命,还避免了动力电池寿命衰降后,电动汽车贬值的问题,对于电动汽车的推广应用具有重大的意义,尤其是营运类车辆,如出租车、网约车、物流车等,在有限的营运时间内,效率就是金钱,因为不用充电而省下来的时间,可以创造更大的经济效益,对司机群体也是大大利好。

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