一般意義上,超過1C的充電倍率即認為是快充。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小時充滿。然而絕大多數電池只有在20%-80%SOC區間,能達到最大充電能力。
快充是如何實現的?
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:相當于整流器,將電網的交流高壓或交流超高壓整流成高壓直流,為電池包充電,當前直流充電樁的電壓上限已經達到1000V。能滿足下一代高壓系統的充電需求。
如目前保時捷Taycan,吉利的SEA浩瀚平臺的極氪001,均為高壓800V平臺。現有市場上的直流電樁均可為其充電。充電樁的發展走在了電壓平臺前面。充電樁技術已經相當成熟。
直流線纜:當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成功。
l 電池的限制:
·普通未經過快充能力專門設計的動力鋰電池,不能持續進行超大電流快充。在接入充樁的情況下,根據電芯特性,BMS(電池管理系統)會根據當前電池的電流能力,請求充電電流。此時若使用普通的電池,不經過專業的BMS系統管理,使用了超過電池電流能力的充電電流,會損壞電池內部結構,影響電池壽命。
快充電池的誕生:電池充電速度的限制,主要來自于電池內部電荷移動的阻抗。這需要對電池內部材料做出改良。寧德時代王升威工程師研究發現,人造石墨是比較常見的,但是快充能力比較差,它的優點是能量密度比較高。他的團隊把天然石墨的表層特性移植到人造石墨上,實現了充電速度快和循環壽命的統一。
他們使用特殊工藝在石墨表面形成快離子環,快離子環使電荷的轉移阻抗大大降低,并了更多的傳輸路徑實現在單位時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,背后使電池設計的進步。
大廠開發的合格的BMS,在請求充電電流時,必然不會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控制時還會加入工程余量。實際使用的充電電流,會比電芯廠家給定的電流限制更嚴格,比如廠家給定的電流限制是100A,實際使用是上限可能只會用到80A。
BMS請求的充電電流依據的是電芯廠商給出的電芯充電電流限制數據。其中,電芯大廠給出的電芯的電流限制,是經過大量的試驗得出,對鋰電池電化學性能有充分了解,已經考慮了電芯壽命。這里排除小廠,試驗做的不夠細致,給出的電芯參數有誤的情況。
小編總結:使用大廠生產的電芯集成的電池包,基于大廠給出的可靠的電芯數據,使用安全可靠的BMS系統,搭配使用滿足國標的,能正常響應BMS充電請求的直流充電樁對新能源車進行快充,不會影響電池的壽命。
來源:第一電動網
作者:充電樁沙龍
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