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随着电动汽车普及,充电方式对电池寿命的影响成为用户关注的焦点,直流快充桩因其快速补能的特性广受欢迎。然而,快充技术给电池带来的影响也是不容忽视的。

什么是快充技术

快充技术是指通过提高充电电流或电压,在短时间内为电池组快速充电的技术。相较于普通充电方式,快充技术能显著提高充电效率,缩短充电时间,从而方便用户的使用。然而,快充技术也对电池的结构、材料和性能提出了更高的要求。


电池充电原理


电池的充电与放电就是锂离子在正负极之间游离的过程,充电的时候,锂离子从正极游向负极,放电的时候正好相反,从负极游向正极。锂离子电池又被称之为摇椅电池,说的就是锂离子从正负极之间不断地游离。


当需要快速充电的时候,就需要在短时间内让大量的锂离子回到负极石墨那里去,石墨的表面积有限啊,一下子根本不可能接收那么多的锂离子,这个时候势必会造成锂离子拥挤,就有部分锂离子走丢了,不能回到负极了,这个走丢率跟温度以及充电的快慢密切相关。


尽管锂离子走丢了,但他们不会消失,在电池的负极附近,只不过从锂离子变成了锂金属,变成了银白色的金属锂单质附着在负极表面了,这个现象在行业内叫作"析锂"。




如果继续在低温下充电或者使用大电流充电,锂金属就会开始结晶,从一个小褶皱变成一个小凸起,从一个小凸起变成一个大疙瘩,从一个大疙瘩生出一个树权一样的分支出去。经过日积月累这些树杈越来越大,最终会把电池隔膜给刺破,然后电池就短路,着火了。


原本这些走丢的锂离子应该去参与充放电的,但是他们却形成了锂单质,永远的附着在负极表面,那么可使用的锂离子就变少了,于是宏观表现上就是电池容量下降,电动车续航下降。


低温快充会使锂离子数量大幅减少


现在的电动车上都会搭载BMS系统(Battery Management System),它是管理和监控电池的中枢,负责调配、维护、保护电池的各个模块,目的是保证电池工作效率、防止过充过放、延长电池寿命、帮助电池正常运行等工作。


在寒冷的冬季,气温显著降低,锂离子的活性也随之大打折扣。这意味着,相较于夏季,参与充放电过程的锂离子数量大幅减少。当此时给电池充电时,车辆的电池管理系统(BMS)便会迅速发挥作用。BMS 首先会快速唤醒整车的热管理系统,该系统启动后,第一步便是将电池的冷却水加热。加热完成后,在水泵强大的动力作用下,热水开始沿着特定的管路,有序地流经电池的冷却水板。


在这一过程中,热水将自身携带的热量充分传递给电池。整个流程环环相扣,其最终目的只有一个,那就是为电池营造一个适宜的工作温度环境,确保电池在低温条件下也能稳定、高效地进行充放电操作,保障车辆的正常运行。


所以一开始充的电其实都是用来给电池加热了,等电池的温度慢慢起来了之后,电池才会充电。


当电池电量逐步攀升至20%时,意味着电池已经度过了低温下的脆弱初始阶段。此时,BMS不加以限制了,会根据电池周边的温度环境以最快的速度来充电。


当电量即将触及80%时,BMS再次迅速介入,依据电池的实时状态与内部参数,主动降低充电速度,限制电流输入,让电池在相对平稳的状态下继续充电,始终将电池的安全与稳定运行放在首位。


快充真的会伤害电池吗


虽然快充的上述副反应不可避免,但是过程还是非常缓慢的,保守估计也要数百次快充才能对电池造成可见的伤害。更何况,电动车厂商也会有相应的保护措施。


而我国对动力电池电芯循环使用次数也做了强制要求,必须要在1000次以上。以500公里续航里程的电动车为例,按照1000次充放电循环计算,意味着车辆可以跑够50万公里,而正常来说,一辆私家车,在其生命周期内,基本只会达到20-30万公里的行驶里程。


快充对电池的伤害程度还得看使用频率,单是所谓的“快充会伤电池”这一说法并不准确。所以准确来说,频繁快充相较于慢充会对电池造成一定伤害。


崔东树曾说过:“快充确实在一定程度上可能会对电池的寿命产生影响。高速上偶尔使用快充对电池健康的影响有限。但为了保持电池的健康,我们仍需注意不要在电池电量过低或者过高时,进行快充操作”。


那我们应该怎么用快充


使用快充时,BMS在快充时会智能调节快充的电流与电压,在低电量的情况下使用大功率充电,当电量超过80%后,就限制充电功率,改为涓流充电。这样既享受了快充及时补能的便利性,也尽可能地减少了快充对电池的伤害。


这是车企在技术上的应对措施,车主也可以从充电习惯上入手。


如果条件允许,在家安装个人充电桩是个不错的选择,尽量采用慢充模式,它能让电池在较为稳定的状态下接受电量补充,最大程度降低对电池的损耗。


如果外出,只能选择快充,务必留意电量管理。尽量不要让电量降至过低,当剩余电量在20% - 30%区间时,就应着手准备充电。另外,快充时无需执着于将电量充满,充至80%左右即可拔枪。一方面,电量超过80%后,进入涓流充电阶段,充电速度极为缓慢,会耗费大量时间;另一方面,及时停止充电能有效预防电池过充,避免电池过热,从而更好地保护电池性能,延长电池使用寿命。

充电实用小技巧


1、长时间暴晒后不要立即充电


电动汽车经过长时间暴晒后,电源箱温度攀升,会导致电池温度上升,此时立即给电动汽车充电,会加速车内线路老化、损坏。


2、不要在烈日下充电


高温会显著增加电动车辆热管理系统的负担,相因此夏季我们建议尽量选择相对凉快的夜间进行充电。


3、避免在雷雨天气充电


下雨伴随打雷时,千万不要给电动汽车充电,以免雷击,引发燃烧事故。


4、充电时车里不要留人


在充电过程中,存在高电压、高电流等危险因素,虽然发生意外的概率很低,但也要以防万一。


写在最后


只要正确使用和维护,快充技术并不会对电池的寿命造成显著影响。平时也要注意保养,尽量少用快充,尽量不要放电低于20%。在未来,随着科技的不断进步和创新,我们有理由相信快充技术将会更加完善和安全,为我们的生活带来更多便利和惊喜

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