超有竞争力,谈谈50kW快充模式对电池的影响

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对电动车购买者来讲,充电时间一直是无法回避的问题,Level 1和2交流充电的时间都比较长,从几个小时到十几个小时都有。Level 3或更高级别的直流快充,才能大大的缩减充电时间上。

现阶段的直流快充比较多的是几十千瓦的充电机,提高电压和电流来达到减小充电时间的目的。大家都知道大电流会对锂离子电池的性能会造成一定的衰减,但是在实际车辆上的快充模式到底对电池影响有多大呢?

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2012年,美国能源部下属先进车辆测试团队测试比较了Level 2 交流充电和支流快速充电模式对4辆2012MY尼桑Leaf纯电动车的电池影响。每当驾驶里程累计满1万英里(1.6万公里)后,对电池包进行性能检测。每辆车每天充电两次,其中,2个车采用Level 2交流充电(车辆编号1011,4582),另2辆车采用50kW直流快充(车辆编号2183,2078)。车辆是在亚利桑那州的凤凰城进行路测,每天开两次,上午一次,下午一次,每次的行驶路线都是事先规划好的。快充采用CHAdeMO方式,由直流充电桩完成,最大输出电流120A,输出电压500V。Level 2交流充电由3.3kW车载充电机完成。顺便说一下,Leaf的电池包基本参数为:24kWh,66.2Ah,73英里(EPA里程),192支电芯,电芯正极材料为LMO/LNO混合材料,负极为石墨。

在累计满指定的驾驶里程之后,对电池性能进行测试 。在3万英里之前,交流充电和直流快充对电池的容量影响不大,从3万英里开始,采用直流快充的电池包的能量下降相对较快。但是这个下降数值并不大,基本都在1kWh之内。这从容量曲线上更加清晰,从30万公里之后,直流快充对电池的容量影响开始显现,出现了容量的小幅度下降。5万英里之后,电池的功率输出能力都大约下降了20%左右。特别是SOC小于50%时,功率输出能力呈现出较大幅度的下降趋势。

5万英里之后,重新测试恒定车速(45,60,70,单位:MPH,每小时英里数)下的续驶里程,45MPH下,快充模式损失的续驶里程在15%左右。60和70MPH下,快充模式的续驶里程比交流充电模式下降7%左右同时检测了充电过程中的电池平均温度,快充模式下的电池平均温度上升都在5摄氏度以下。需要注意的, 2012MY的Leaf电池并没有液冷系统。

从上述5万英里的数据来开,50kW快充模式对LMO/LNO-石墨体系电池的影响主要有:

·快充模式对电池容量或者能量的影响不是太大,虽然有所下降,但是下降幅度较小。

·快充影响较大的是电池的功率输出能量,相对于交流慢充模式功率衰减相对大一点。

·快充过程中电池的平均温升相对于交流慢充高2-5摄氏度

·快充对续驶里程的影响比较有趣,在高速行驶(60,70MPH)的时候,尽管快充造成了电池能量有所下降,但是续驶里程相对于交流慢充下降的很小,基本就差几个英里的里程;但是在45MPH下,采用快充模式后的续驶里程比交流慢充模式下降低了15%左右

当然,由于不用厂家之间产品的差异,上述数据结论不具备普适性,但是考虑到在保证电池质量的前提下,目前,50kW的快充模式相对于交流充电模式还是很有竞争力的。

如今,欧美已经开始了350kW超快充电模式的布局,电压和电流的大幅度提高,将是对电池寿命的巨大考验。对电池行业而言,持续不断的提升电池的性能和品质永远是一场无法停歇脚步的赛跑。

参考

SAE Effects of Electric Vehicle Fast Charging on Battery Life and Vehicle Performance

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