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鋰電池原理上要求不能快充

鉅大LARGE  |  點擊量:710次  |  2018年07月27日  

摘要
目前宣傳動力電池能快充的文章已經是越來越多,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分鐘之內能完成充電任務。

目前宣傳動力電池能快充的文章已經是越來越多,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分鐘之內能完成充電任務。筆者表示擔憂,這些宣傳會對行業發展是不利的,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極的,能對電池充電的,一定是有正負極的直流電源。什么意思?電網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?。?br/>
①對車載電池充電的電源,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。

②直流電源在哪里?目前電網的電,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)”裝置轉換而來的。

③“交流變直流(AC/DC)”是一個裝置,是符合標準要求的產品。這個裝置如果裝在車上,車與充電接口就是交流充電接口;這個裝置如果裝在車下(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個小時到4個小時,交流充電接口是6小時到8個小時。(注:電網能保障提供,民用220V,或者工廠用的380V的交流電)

第二個層次的“快與慢”的概念。目前理論上的直流接口的充電速度是3個小時到4個小時,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,充電時間被忽略了。換一句話,把充電整個過程,進行分段了。

第三個層次的“快與慢”的概念。直流接口不能快電,是指3%到99%整個過程,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,做了一些優化而已。從原理上,無實質創新。

二、直流接口不能快充是綜合性結論,可以快充是許多前置條件的

先看一個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:

①要給容積已經確定了木桶加水,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。

③要給容積已經確定了的木桶加水,水龍頭出水量也確定了,加水就有一個平均(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:

①車載電池容量已經明確,如果要快充電,物理上做法是,多加1個(或者2個)充電接口,目前12米純電動公交車,是這個做法。

②充電接口的規格是國家標準(已經明確),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。換一句話,車載鈦酸鋰電池,其續航里程太短。跑同樣的里程,車載鈦酸鋰電池充電次數也多。多次快充的車載鈦酸鋰電池的時間比一次慢充磷酸鐵鋰、三元電池的時間長,對用戶而言,沒有一點優勢。換電可以嗎?也不行。換電同樣要充電,換電技術上比充電難度更大,成本更高。

電動汽車電能補充,比燃油車加油速度太慢,是一個客觀的短板。大家在想辦法補上。如何辦?筆者的觀點,工程技術(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)的運營里程。目前動力電池比能量研發進度已經比較快了,大家的里程焦慮,會慢慢消失的。

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