快速充电对电动车电池有害吗?揭示快速充电原理和电池保护技巧

创建于11.28
随着电动汽车(EV)的广泛普及,充电方式对电池寿命的影响已成为用户关注的关键问题。直流快充桩因其快速补能而受到欢迎,但快充对电池的潜在影响不容忽视。
在本文中,Maruikel 将详细讨论快速充电如何影响新能源车辆电池,包括快速充电技术概述、电池充电原理以及安全快速充电的最佳实践。

什么是快充技术?

快速充电技术是指通过增加充电电流或电压,在短时间内快速为电池组充电的技术。与普通充电方法相比,它可以显著提高充电效率,减少停机时间,为用户提供更大的便利。然而,这项技术对电池的结构、材料和性能提出了更严格的要求。

电池充电背后的科学

电池的充放电是锂离子在正负极之间移动的过程。在充电过程中,锂离子从阴极迁移到阳极;在放电过程中,它们则向相反方向移动。这一机制使锂离子电池获得了“摇椅电池”的昵称,因为锂离子在电极之间不断穿梭。
在快速充电过程中,大量锂离子必须迅速返回到阳极的石墨层。然而,石墨的有限表面积无法同时容纳所有离子,导致拥堵。一些锂离子未能嵌入石墨中,而是以金属锂的形式沉积在阳极表面——这一现象在行业中被称为锂镀层。
尽管锂离子会丢失,但它们不会消失。在电池的负极附近,它们会简单地从锂离子转变为锂金属,然后变成附着在负极表面的银白色金属锂。这个现象在行业中被称为“锂沉淀”。
如果在低温或高电流下继续充电,这些锂沉积物可能会结晶并生长成树状结构(树突)。随着时间的推移,树突可能会刺穿电池的隔膜,导致短路和火灾隐患。从宏观上看,活性锂离子的损失减少了可用的电池容量,直接影响电动汽车的续航里程。

低温快速充电和锂离子耗尽

现代电动车配备了电池管理系统(BMS),这是一种复杂的控制器,用于监测和优化电池性能。在寒冷天气中,锂离子的流动性显著降低,减少了参与充电/放电循环的离子数量。在低温下充电时,BMS首先启动热管理系统:
冷却剂通过泵加热并循环通过电池,以提高其温度。
充电最初为这个加热过程提供动力,而不是直接为电池充电。
一旦电池达到约20%的充电状态(SoC),它将退出低温“脆弱阶段”,电池管理系统(BMS)将根据环境温度允许最大充电速度。
随着 SoC 接近 80%,BMS 降低充电功率并限制电流以稳定电池,优先考虑安全而非速度。
快速充电真的会损坏电池吗?
尽管快充的副作用是固有的,但其影响是渐进的。需要数百次快充才能导致明显的电池退化。此外,电动车制造商设计电池以满足严格的耐用性标准——例如,中国要求动力电池单元能够承受超过1,000个充电周期。对于一辆续航500公里的电动车,这相当于500,000公里的驾驶,远远超过私家车典型的200,000–300,000公里的使用寿命。
关键因素是使用频率:频繁的快速充电会造成比慢充电更多的累积损伤,但“快速充电总是损害电池”的说法是过于简单化的。为了保护电池健康,避免在电池接近空或满时进行快速充电。
安全快速充电的最佳实践
BMS驱动智能调节:
BMS自动调整快充参数:在低状态下进行高功率充电,而在80%以上的状态下进行涓流充电,平衡效率和安全性。
充电习惯建议:
优先选择家庭慢充:安装私人充电器以稳定的速度充电,减少对电池的压力。
优化SoC以实现快速充电:当剩余电量为20-30%时启动快速充电,并在80%时停止。这避免了低效的涓流充电阶段,并减少了过充的风险。
请提供需要翻译的内容。
基本充电技巧
避免在阳光暴晒后立即充电:
长时间的阳光直射导致高温,电池舱温度升高,如果立即充电,会加速电路老化。
优选更凉爽的充电条件:
炎热的天气对热管理系统造成压力;夏季夜间充电以获得最佳性能。
避开雷暴:
在雷暴期间切勿充电,以防电气危险。
充电期间无乘员:
尽管事故很少,高压充电仍然存在风险——充电时请始终下车。
结论
通过适当的使用和维护,快充对电池寿命的影响是可控的。减少快充频率和避免深度放电(低于20%的电量状态)是关键。随着技术的发展,快充将变得更加安全和高效,继续提升电动出行的便利性。
通过了解快速充电机制并采用智能充电习惯,用户可以享受快速能量补充的好处,同时最大限度地延长电池寿命。

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