679彩票欢迎您的到来!

公司新闻

新闻动态

网站热门关键字

公司新闻
您现在的位置:首页 » 新闻动态 » 公司新闻

了解快速充电的威力!揭秘宁德时代超级快充技术

2018-04-20 10:12:20 搜狐 点击数:

【搜狐汽车E电园】(文:高超)当前,纯电动汽车大规模产业化所面临的第一大障碍,就是“里程焦虑”的问题。对于纯电动汽车而言,电池系统的充放电性能是决定车辆实际使用性能的重要指标。尤其是充电性能的好坏直接关系到车主的用车时间成本。相信各位电动车车主都感受过,在寒冷的冬季冻在车里给车辆充电的经历吧?如何能够实现电动车的快速充电,让新能源用户也能感受到手机一般的“充电五分钟,通话两小时”的便捷享受呢?

近日,宁德时代新能源科技股份有限公司(简称CATL)在快速充电技术方面有了新的突破,他们推出了EnerSpeedy超级快充电池。该电池能量密度为190Wh/kg,可在15分钟内完成100%充电,确保电动汽车300公里的续航里程。为此,我们请来了CATL快充项目负责人王升威来为大家介绍一下,什么是快充?而快充技术的原理是什么?技术难点在哪里?相信会让大家对此项技术有一个全新的认识。

在文章的前半部分我们先来了解一下,关于快充技术的知识,而后半部分我们则重点解答一下网友们关于快充技术的相关问题,好了让我们言归正传,马上开始今天的话题。

1、什么是快充技术?

什么是电动车的快充技术?了解这项技术之前我们需要先知道一个专业名词叫:C!C。其中的 C 指的是充电倍率,可以简单理解为充、放电的速率。锂离子电池的充放电倍率,决定了我们可以以多快的速度,将一定的能量存储到电池里面,或者以多快的速度,将电池里面的能量释放出来。

举个例子, 1C 的电流,从满电到放电完全是用 1/1=1小时 ; 2C=1/2小时 ,也就是 30 分钟;4C,则耗时 15 分钟。

快充和慢充是相对的概念。业界普遍认为,电动汽车快充是指充电电流大于 1.6C 的充电方式,也就是从 0% 充电到 80% 时间小于 30 分钟的技术。

2、快充伤电池有没有科学依据?伤害的后果是什么?

每一个相同设计的电池,都存在着“健康充电区间”,而快充电池的化学体系是经过特殊优化的,其“健康充电区间”比慢充电池的大,所能承受的充电电流自然比慢充电池要大。

因此,如果使用经过体系优化的快充电池,其寿命是不会受到影响的。但是,如果强制将慢充电池当作快充电池使用的话,由于充电电流超过了慢充电池的健康充电区间,电池会受到比较大的伤害,寿命就会大大缩短。

CATL经过多年研究发现,健康充电区间跟两个因素相关,一个是温度,一个是SOC,(荷电状态,电压的高低)。所以只要识别每一个电池的健康充电区间,在范围内进行快充。既可以实现快速充电,又不会伤害它。

3、电池快充技术的拦路虎

我们可以把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就像优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。

充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,以供到达负极的锂离子嵌入。嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

快充时,锂离子需要加速瞬时嵌入到负极。这对负极的快速接收锂离子的能力挑战很大。普通化学体系的电池在快充时负极会出现副产物,影响电芯的循环和稳定性。

所以,锂电池快充的技术的核心就是在不影响电芯寿命和可靠性的前提下,通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极移动的速度。

4、温度对电池快充技术的影响

低温

CATL提出了两种电池保护策略,一是分温度区间充电。BMS识别当前的温度、电压,低温下反馈出最佳的充电电流,在电池的“健康充电区间”内充电,更好地保护电池。二是利用水热系统,低温下为电芯加热,待电芯温度达到要求,即可开启快充模式,做到低温下“健康的”快充。

高温

同样,电池也需要避免高温的影响,因为它本身存在氧化还原反应,温度越高反应越剧烈。快充本身会发热,需避免快充电池自身发热带来更恶化的高温发热的现象。因此,快充一定要加一个水冷系统,把温度控制在最佳温度区间。

所以CATL研究的重点在于怎么识别不可逆反应的速度,在“健康充电区间”范围内进行快充,就可以既实现快速充电,又可以不让电池受到快充的损害,做到快充和长循环寿命兼顾。

5、关于快充技术,CATL有独门秘籍!

前文中我们提到了宁德时代的EnerSpeedy超级快充电池,下面我们就来着重了解一下此项新技术。我们知道锂离子在正/负极的扩散和移动,跟百米赛跑一样。我们希望跑道要足够的宽,不要相互拥挤。如何拓宽通道呢?

为此,在负极石墨表面,CATL采用了“快离子环”技术,相当于在石墨表面打造一圈高速跑道,极大地加快锂离子在石墨层的嵌入,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性。

快充时负极不再出现副产物,大大提高锂离子在石墨层的嵌入速度,使其具备4-5C快充能力,实现 10-15分钟快速充电。

另外,电池内部的散热速率,也是影响倍率性能的一个重要因素。如果散热速率慢,大倍率充放电时所积累的热量无法传递出去,会影响锂离子电池的可靠性和寿命。

CATL当前开发的快充产品,搭载自主研发的热管理系统,能充分识别固定化学体系在不同温度和SOC下的“健康充电区间”,极大拓宽锂电池的运营温度区间。

遇到南方酷暑的夏天时,电池系统自动发出降温需求,启动水冷系统给电芯降温,真正做到“全气候”的快充。

当电池处于北方寒冷的冬天时,水热系统在低温下为电芯加热,待电芯温度达到要求,即开启快充模式。

目前,CATL 超级铁锂快充产品已经批量应用在商用车领域,可实现 10 分钟内充满 85% ,循环寿命高达 10000 次以上。已有 2600 余台搭载 CATL 超级快充产品的电动大巴在市场上运行,运行状态良好,得到了整车企业和公交用户的好评。

乘用车的快充技术也能实现35km续航、15分钟内完成充电。目前多家乘用车企业正与 CATL 开展快充产品研发合作。

了解了快充技术的基础知识和当前的发展现状,我们再来给大家做个小科普,回答几个网友最关心的问题。

1、为什么我的车快充充不进去电呢?

如果快充充电出现充不进去或跳枪,可能有多方面原因,受充电桩影响也很大。

例如:1.充电桩低压供电不稳,或因故障导致输出电压过高或过低,会导致跳枪;如果充电桩不能稳定输出大电流,则可能引发保护跳枪。

2.快充开始或结束时,需要电流快速爬升或下降,如果充电桩不能迅速响应,则可能被诊断为充电桩故障,电池主动断开电路。

3.快充电池本身,如果电池管理系统故障,或冬季未热车温度过低,也会充不进电或跳枪。

1、每天充电多少次最佳?充到多少对电池最好呢?

使用快充的频次(每周或每天的快充次数)

这并没有严格的限制,取决于用户应用场景。出租车公司购买了电动汽车,将电动汽车作为生产资料,对充电的速度有严格的需求,所以上不封顶。出租车用户平均每天充电一到两次。而大部分的车主每日的行驶里程在50公里以内,一般使用慢充。快充对私家车主来说,一般是以应急充电为主。

2、快充充到80%是不是对电池的伤害小?

电池有个有效容积,一般达到了80%就达到了有效容积。如果每次都让电池充满,电池会处于一个满负荷的工作状态,长此以往电池会很疲惫,对于快充最后涓流的部分可以不要,因为充电到最后时电流会很小,由于不是恒压,此时的电压还会很大,因此最后充电的效率很低,不如每次只让电池吃到八分饱,这样反而电池会处于一个很健康的状态,这和人吃饭是一个道理。

编辑总结:

毫无疑问,快充是目前能够有效解决电动汽车续航问题的最佳方法,也是未来几年各大新能源厂商角逐的主要战场。CATL宁德时代在这方面已经成为了该领域的领军人物,而未来的高速充电技术将是新能源行业开发的重点,希望各个企业都能够推出各自在性能与品质方面优秀产品。而对于普通用户来说,更加合理的使用好自己的新能源车,了解电池系统的特性是关键,这样才能在未来的用车方面更加便利,更好的体验