自從OPPO手機一句廣告詞“充電五分鐘,通話兩小時”開始,似乎所有帶電池的設(shè)備都在普及快充。
隨著現(xiàn)在電動車越來越普及,電動車也無一例外地都在宣傳自己充電有多快,來緩解車主們從油車過度到電車那段“陣痛”。舉個非常簡單的例子:特斯拉從第一代超充到現(xiàn)在第三代超充,從75Kw到現(xiàn)在250Kw,現(xiàn)在也可以宣稱“充電5分鐘,行駛120km”。就連廣汽長安都打算部署600Kw的超充電樁,好像現(xiàn)在超充是越來越簡單了。
然而問題恰恰就出在這里,大家都知道快充這東西對于手機和筆記本電腦來說是有一定損害的,但這么快的充電速度對于汽車的動力電池到底損傷大不大呢?
畢竟“換個電池比買輛車還貴”電池損耗肯定是所有考慮電動車主們必須考慮的問題。
今天泰哥就這個問題和各位老爺們一起聊一下汽車快充到底傷不傷車。
手機電腦電池只有5年壽命
電動車的壽命到底可以用多久
要知道快充傷不傷電池,首先我們先來復(fù)習(xí)一遍電池壽命是怎么計算的。
大家都知道,我們手機上的鋰電池一般用個2年左右就會開始出現(xiàn)虛電的情況,大家都認為是電池壽命到了。然而電池的使用壽命是按照一個叫做循環(huán)重放次數(shù)和時鐘小時數(shù)來計算的。(充電時鐘今天就不說了)
手機電池要求充放電循環(huán)1000周(有要求800周、700周)容量保持率>80%,也就是每天一充電,用不到3年后電池容量還剩余80%。
而動力電池的使用壽命則是500周大于90%,或者1000周大于80%,一周一次滿充滿放,可以用1000/52=19.2年,也就是說19.2年后電池的容量還剩余80%!
都是要求循環(huán)1000周,但手機的使用條件是一天一個充放,而汽車一周左右才能充放一次,所以差別了幾倍!也就是你手機可以用2年,汽車就起碼可以用14年。一般來講在理想狀況下,電池的充電循環(huán)次數(shù)大概可以到1000-2000次,還能保證80%以上的可用容量。(因為低于80%電池就屬于報廢狀態(tài)了)
那這個20%不到的容量損耗到底去哪里了呢?
這就是充放電帶來的損耗!
電池充放影響壽命
快充影響力運動,溫度引起失控
首先我們來說說充放電的原理,鋰電池采用的是非常獨特的鋰嵌(Intercalation)化學(xué)反應(yīng),我們可以將電池內(nèi)部看做一個倉庫:充放電就是鋰離子在正負極反復(fù)搬運的過程。
充電時鋰離子在電子的搬運下,從正極釋放嵌入到負極的石墨碳層微孔,存儲能量;放電時,電解液發(fā)生反應(yīng),這些帶電荷的鋰離子從負極脫嵌流向正極,這樣便產(chǎn)生了電流。
就是這樣一個搬運過程,所以大家知道只要負極的石墨微孔不堵塞、電解液不變質(zhì)就能一直保證鋰離子充放電運動。但是,這其中也是會出現(xiàn)問題的。就比如快充就是利用高壓高電流強行使鋰離子快速從正極嵌出并嵌入負極,在短時間內(nèi)快速將鋰離子從正極搬到負極。
這樣就會帶來一個問題:濃差極化反應(yīng)
在電流很大時,電極負極(石墨)表面的一層半透膜(SEI 膜——類似于隔離墻的存在,將電極材料和電解液分開,避免其發(fā)生反應(yīng))會開始發(fā)生破裂,隨后電極材料和電解液產(chǎn)生反應(yīng),石墨當(dāng)中可以嵌套的微孔損壞沒法儲存更多鋰離子,于是電量就下來了。
與此同時如果大電流持續(xù)使用的話,電池內(nèi)部電子大量且高速的運動會將會使電解液當(dāng)中的鋰金屬析出出現(xiàn)結(jié)晶產(chǎn)生枝晶現(xiàn)象。鋰枝晶的樹狀結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致電池的臨界溫度大幅降低,進而使熱失控風(fēng)險增加。
所以說快充雖然可以加速鋰離子從正極析出到達負極,但同時產(chǎn)生的熱量會使鋰離子金屬化成為結(jié)晶,一旦結(jié)晶量到達臨界點就會引起電池短路,出現(xiàn)熱失控。雖然各大廠商都搭載BMS系統(tǒng)(Battery Management System),它是管理和監(jiān)控電池的中樞,負責(zé)調(diào)配、維護、保護電池的各個模塊,目的是保證電池工作效率、防止過充過放、延長電池壽命、幫助電池正常運行等等工作。
然而還是無法徹底避免電池自爆。。。。。
動力電池延年益壽
記?。荷偬濍?、多慢充、別充滿
BMS是車企在技術(shù)上應(yīng)對鋰電池折壽的措施,而我們車主也可以從用車習(xí)慣上入手。
那么車主老爺們在日常使用中怎么樣延緩電池壽命呢?其實這個邏輯也我們?nèi)粘J謾C和電腦的電池使用一毛一樣,都不需要動手維護。
首先就是不要把電用完
其實泰哥翻閱了特斯拉蔚來和小鵬汽車的車主手冊,當(dāng)中都提到了不要將動力電池的儲備能源完全耗完。這是因為過度放電對于鋰電池的傷害非常大,而且屬于不可逆的損傷,泰哥平時用電腦的時候就是是不是忘了給筆記本續(xù)上電,結(jié)果到現(xiàn)在3年下來電池已經(jīng)完全充不滿了。
而新能源車上,泰哥就見過有的品牌電完全用完之后是無法直接充電的,必須要跨界外部電源先解鎖再充電,非常麻煩而且折壽。
充電不充滿,剩電不能低于30%
其實不只是電子產(chǎn)品電池不能過充過放外,新能源一樣也是非??量?,特斯拉和小鵬車主手冊都有寫過,電量保持在50%-90%點亮?xí)r最佳的。這其實就是電動車有一個叫做“充電限值”的問題,同樣也是為了盡量保持電池的充電次數(shù)不縮減的一種比較“蠢”的辦法。
而對于省電來說,國內(nèi)的幾家電動車廠家說法也比較統(tǒng)一,都是哪怕不開,電池也會每天“跑電1%所以長期停放時電量應(yīng)在50%以上來應(yīng)對鋰電池組自放電導(dǎo)致的虧電問題并且建議每個月就要充一次電。
慢充比快充對電池更好
快充的原理主要是通過直流電流使鋰電池快速地從電池正極通過電解液流到負極(石墨),鋰離子會嵌入石墨材料中,如果速度過快,會導(dǎo)致鋰離子在進入負極的時候短時間內(nèi)過多而形成堆積,產(chǎn)生不可逆效應(yīng),在放電的時候,這些堆積的鋰離子就不能參與反應(yīng),造成反應(yīng)的離子總量減少,降低了電池電量。
而蔚來的手冊也有明確注明:“避免頻繁使用大功率直流快充方式對車輛進行充電,將影響電池壽命”。道理大家都懂,但該快充的時候還是要用,畢竟時間最寶貴,不趕時間的話就盡量用慢充吧。另外慢充的充電轉(zhuǎn)換效率也更高,也更耐用(快充出來的電量比較“虛”,泰哥已經(jīng)試過好幾次了)
最后就是等等再買
其實現(xiàn)在電動車的動力電池組還有相當(dāng)大的發(fā)展空間,比如寶馬打算使用的石墨烯固態(tài)硫鋰電池,就是一種非常強悍的技術(shù)。能量密度高達1000WH/KG,是目前主流鋰電池4倍。也就是說同樣是510km長續(xù)航車,使用這個電池續(xù)航可以到2400km。
而且關(guān)鍵是這貨充放電的時候完全不會產(chǎn)生熱量。這就會能非常好地解決鋰離子析出問題,減少熱失控概率。
只不過嘛這個電池還在實驗室躺著,啥時候量產(chǎn)還不知道。
所以到時候再入手電車未嘗也不是件好事嘛~
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