一般意義上,超過1C的充電倍率即認(rèn)為是快充。1C指的是,如果電池容量是100Ah,充電電流100A,就是1C充電倍率。100Ah的電池,若能一直以1C充電,理論上可以1小時(shí)充滿。然而絕大多數(shù)電池只有在20%-80%SOC區(qū)間,能達(dá)到最大充電能力。
快充是如何實(shí)現(xiàn)的?
高壓直流快充涉及到:充電樁—充電線纜—電池包。
l 直流充電樁:相當(dāng)于整流器,將電網(wǎng)的交流高壓或交流超高壓整流成高壓直流,為電池包充電,當(dāng)前直流充電樁的電壓上限已經(jīng)達(dá)到1000V。能滿足下一代高壓系統(tǒng)的充電需求。
如目前保時(shí)捷Taycan,吉利的SEA浩瀚平臺(tái)的極氪001,均為高壓800V平臺(tái)?,F(xiàn)有市場上的直流電樁均可為其充電。充電樁的發(fā)展走在了電壓平臺(tái)前面。充電樁技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。
直流線纜:當(dāng)前使用直流快充的線纜較粗,大于16平。能夠支持300A-600A的液冷直流充電槍用液冷線纜也已研發(fā)成功。
l 電池的限制:
·普通未經(jīng)過快充能力專門設(shè)計(jì)的動(dòng)力鋰電池,不能持續(xù)進(jìn)行超大電流快充。在接入充樁的情況下,根據(jù)電芯特性,BMS(電池管理系統(tǒng))會(huì)根據(jù)當(dāng)前電池的電流能力,請(qǐng)求充電電流。此時(shí)若使用普通的電池,不經(jīng)過專業(yè)的BMS系統(tǒng)管理,使用了超過電池電流能力的充電電流,會(huì)損壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響電池壽命。
快充電池的誕生:電池充電速度的限制,主要來自于電池內(nèi)部電荷移動(dòng)的阻抗。這需要對(duì)電池內(nèi)部材料做出改良。寧德時(shí)代王升威工程師研究發(fā)現(xiàn),人造石墨是比較常見的,但是快充能力比較差,它的優(yōu)點(diǎn)是能量密度比較高。他的團(tuán)隊(duì)把天然石墨的表層特性移植到人造石墨上,實(shí)現(xiàn)了充電速度快和循環(huán)壽命的統(tǒng)一。
他們使用特殊工藝在石墨表面形成快離子環(huán),快離子環(huán)使電荷的轉(zhuǎn)移阻抗大大降低,并了更多的傳輸路徑實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間里鋰離子嵌入速度的大幅提升。電池的充電電流能力大幅提升。充電速度的提升,背后使電池設(shè)計(jì)的進(jìn)步。
大廠開發(fā)的合格的BMS,在請(qǐng)求充電電流時(shí),必然不會(huì)超過電池的電流限制。通常為了避免控制精度造成的誤差以及安全角度考慮,BMS控制時(shí)還會(huì)加入工程余量。實(shí)際使用的充電電流,會(huì)比電芯廠家給定的電流限制更嚴(yán)格,比如廠家給定的電流限制是100A,實(shí)際使用是上限可能只會(huì)用到80A。
BMS請(qǐng)求的充電電流依據(jù)的是電芯廠商給出的電芯充電電流限制數(shù)據(jù)。其中,電芯大廠給出的電芯的電流限制,是經(jīng)過大量的試驗(yàn)得出,對(duì)鋰電池電化學(xué)性能有充分了解,已經(jīng)考慮了電芯壽命。這里排除小廠,試驗(yàn)做的不夠細(xì)致,給出的電芯參數(shù)有誤的情況。
小編總結(jié):使用大廠生產(chǎn)的電芯集成的電池包,基于大廠給出的可靠的電芯數(shù)據(jù),使用安全可靠的BMS系統(tǒng),搭配使用滿足國標(biāo)的,能正常響應(yīng)BMS充電請(qǐng)求的直流充電樁對(duì)新能源車進(jìn)行快充,不會(huì)影響電池的壽命。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:充電樁沙龍
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