什么是快充?
一般意义上,超过1C的充电倍率即认为是快充。1C指的是,如果电池容量是100Ah,充电电流100A,就是1C充电倍率。100Ah的电池,若能一直以1C充电,理论上可以1小时充满。然而绝大多数电池只有在20%-80%SOC区间,能达到最大充电能力。
快充是如何实现的?
高压直流快充涉及到:充电桩—充电线缆—电池包。
l 直流充电桩:相当于整流器,将电网的交流高压或交流超高压整流成高压直流,为电池包充电,当前直流充电桩的电压上限已经达到1000V。能满足下一代高压系统的充电需求。
如目前保时捷Taycan,吉利的SEA浩瀚平台的极氪001,均为高压800V平台。现有市场上的直流电桩均可为其充电。充电桩的发展走在了电压平台前面。充电桩技术已经相当成熟。
直流线缆:当前使用直流快充的线缆较粗,大于16平。能够支持300A-600A的液冷直流充电枪用液冷线缆也已研发成功。
l 电池的限制:
·普通未经过快充能力专门设计的动力锂电池,不能持续进行超大电流快充。在接入充桩的情况下,根据电芯特性,BMS(电池管理系统)会根据当前电池的电流能力,请求充电电流。此时若使用普通的电池,不经过专业的BMS系统管理,使用了超过电池电流能力的充电电流,会损坏电池内部结构,影响电池寿命。
快充电池的诞生:电池充电速度的限制,主要来自于电池内部电荷移动的阻抗。这需要对电池内部材料做出改良。宁德时代王升威工程师研究发现,人造石墨是比较常见的,但是快充能力比较差,它的优点是能量密度比较高。他的团队把天然石墨的表层特性移植到人造石墨上,实现了充电速度快和循环寿命的统一。
他们使用特殊工艺在石墨表面形成快离子环,快离子环使电荷的转移阻抗大大降低,并了更多的传输路径实现在单位时间里锂离子嵌入速度的大幅提升。电池的充电电流能力大幅提升。充电速度的提升,背后使电池设计的进步。
大厂开发的合格的BMS,在请求充电电流时,必然不会超过电池的电流限制。通常为了避免控制精度造成的误差以及安全角度考虑,BMS控制时还会加入工程余量。实际使用的充电电流,会比电芯厂家给定的电流限制更严格,比如厂家给定的电流限制是100A,实际使用是上限可能只会用到80A。
BMS请求的充电电流依据的是电芯厂商给出的电芯充电电流限制数据。其中,电芯大厂给出的电芯的电流限制,是经过大量的试验得出,对锂电池电化学性能有充分了解,已经考虑了电芯寿命。这里排除小厂,试验做的不够细致,给出的电芯参数有误的情况。
快充是否会影响电池寿命?
小编总结:使用大厂生产的电芯集成的电池包,基于大厂给出的可靠的电芯数据,使用安全可靠的BMS系统,搭配使用满足国标的,能正常响应BMS充电请求的直流充电桩对新能源车进行快充,不会影响电池的寿命。