《電子技術(shù)應(yīng)用》
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觀點(diǎn):快充有前置條件 鋰電池原理上不能快充

2018-08-01
關(guān)鍵詞: 鋰電池 快充

  目前宣傳動力電池能快充的文章已經(jīng)是越來越多,一些廠家的宣傳,有些過頭了,還有一些專家也跟風(fēng)說,30分鐘、15分能完成對電動汽車的充電,更有可笑的,說在5分鐘之內(nèi)能完成充電任務(wù)。筆者表示擔(dān)憂,這些宣傳會對行業(yè)發(fā)展是不利的,搞工程的人都理解,“原理上不通,工程上不可能通的”,鋰離子電池原理已經(jīng)告訴人們,不能快充電。

  一、什么是快、慢充?

  車載電池都是有正負(fù)極的,能對電池充電的,一定是有正負(fù)極的直流電源。什么意思?電網(wǎng)的交流電是不能直接給車載電池充電的。

  但是給電動汽車充電,都是民用220V,或者工廠用的380V的交流電。這是為什么?這是工程師們用“交流變直流(AC/DC) ”裝置,將交流電變成直流電了。對普通用戶要記住:

 ?、賹囕d電池充電的電源,必須是直流電源,交流電源是不能“直接”對鋰離子電池充電的。

 ?、谥绷麟娫丛谀睦??目前電網(wǎng)的電,都是交流電。而給電動汽車充電的直流電,是通過“交流變直流(AC/DC) ”裝置轉(zhuǎn)換而來的。

 ?、邸敖涣髯冎绷鳎ˋC/DC) ”是一個(gè)裝置,是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品。這個(gè)裝置如果裝在車上,車與充電接口就是交流充電接口;這個(gè)裝置如果裝在車下(地面),車與充電接口就是交流直流接口。

  ④交流變直流(AC/DC)裝置在地面可以做成大功率的(注:功率愈大,體積越大、質(zhì)量越重;而汽車有絕緣要求,有體積、重量限制,于是車載的交流變直流(AC/DC)都是功率小的。

  第一個(gè)層次的“快與慢”的概念。直流接口的充電速度,比交流充電接口速度要快。原理上,直流接口的充電速度是3個(gè)小時(shí)到4個(gè)小時(shí),交流充電接口是6小時(shí)到8個(gè)小時(shí)。(注:電網(wǎng)能保障提供,民用220V,或者工廠用的380V的交流電)

  第二個(gè)層次的“快與慢”的概念。目前理論上的直流接口的充電速度是3個(gè)小時(shí)到4個(gè)小時(shí),與燃油車加油5分鐘相比較的。由于原理上的限制,有專家提出“30分鐘(或15)充電到80%”的概念,還有20%空間,充電時(shí)間被忽略了。換一句話,把充電整個(gè)過程,進(jìn)行分段了。

  第三個(gè)層次的“快與慢”的概念。直流接口不能快電,是指3%到99%整個(gè)過程,完全充滿而言;直流接口能快充電,基本上指20%到80%整個(gè)空間而言的。這是鋰離子電池充電(放電)曲線的一部分。一些廠家對這條曲線,做了一些優(yōu)化而已。從原理上,無實(shí)質(zhì)創(chuàng)新。

  二、直流接口不能快充是綜合性結(jié)論,可以快充是許多前置條件的

  先看一個(gè)大家日常生活的例子。木桶,是用來蓄存水的,水龍頭給空木桶加水的。木桶有容積的(與車載電池額電量相似),水龍頭最大出水量也是一定的(與充電接口相似)。分析如下:

 ?、僖o容積已經(jīng)確定了木桶加水,如果要快,可以把水龍頭開到最大。

  ②水龍頭出水量確定了,如果要快加水,可以把木桶容積做小一些。

 ?、垡o容積已經(jīng)確定了的木桶加水,水龍頭出水量也確定了,加水就有一個(gè)平均(額定)速度。平均速度是有最快速度和最低速度而來的。

  動力電池可以快充的邏輯分析:

 ?、佘囕d電池容量已經(jīng)明確,如果要快充電,物理上做法是,多加1個(gè)(或者2個(gè))充電接口,目前12米純電動公交車,是這個(gè)做法。

  ②充電接口的規(guī)格是國家標(biāo)準(zhǔn)(已經(jīng)明確),如果要快充電,基本最做法是,把車載電池容量做小,鈦酸鋰充電比磷酸鐵鋰充電快,就是這個(gè)原理。

  三、鋰離子電池原理上不能快充電

  目前可以快充的電池是鈦酸鋰,但是鈦酸鋰電池比能量,與磷酸鐵鋰、三元電池比能量相差太遠(yuǎn)。換一句話,車載鈦酸鋰電池,其續(xù)航里程太短。跑同樣的里程,車載鈦酸鋰電池充電次數(shù)也多。多次快充的車載鈦酸鋰電池的時(shí)間比一次慢充磷酸鐵鋰、三元電池的時(shí)間長,對用戶而言,沒有一點(diǎn)優(yōu)勢。換電可以嗎?也不行。換電同樣要充電,換電技術(shù)上比充電難度更大,成本更高。

  電動汽車電能補(bǔ)充,比燃油車加油速度太慢,是一個(gè)客觀的短板。大家在想辦法補(bǔ)上。如何辦?筆者的觀點(diǎn),工程技術(shù)(工藝)必須要找原理是正確的的方案,再整合好資源(條件),不要總是用原理上不正確的想法,去嘗試、再嘗試。

  最好辦法,提高動力電池比能量,即一次慢充,汽車一次里程即可超過一天(兩天、三天)的運(yùn)營里程。目前動力電池比能量研發(fā)進(jìn)度已經(jīng)比較快了,大家的里程焦慮,會慢慢消失的。


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