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請問新能源汽車充電快充對電池有什么影響?

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2025年08月09日 07:37

這么說吧——快充之所以叫快充,就是超出一般速度的充電方式。既然超常,多少對電池都會有一些影響。但是,正常使用快充是沒有問題的??斐溆杏绊?,使用沒問題嗎?具體有哪些影響,產(chǎn)生的機理又是什么?如何控制?日常使用要注意哪些?快充原理是鋰離子需要盡可能快速嵌入負極,但其大電流、高功率充電會產(chǎn)生熱量,影響電池壽命和性能。BMS可以智能調(diào)控充電速度,適度快充可減少影響。日常使用主要以慢充為主,定期保養(yǎng)檢測也很重要。使用注意合理,便可減少對電池損害。

請問新能源汽車充電快充對電池有什么影響嗎-58汽車

這么說吧——快充之所以叫快充,就是超出一般速度的充電方式。

既然超常,多少對電池都會有一些影響。但是,正常使用快充是沒有問題的。

打個比方,快充就好比是吃漢堡快餐,平常一頓兩頓不礙事,除非頓頓吃或者吃變質(zhì)的,才會影響我們的健康。

回到這個問題,光回答個“快充有影響,使用沒問題”是不夠的,接下來我還是從原理上來講講具體有哪些影響,產(chǎn)生的機理又是什么?如何控制?以及日常使用要注意哪些?。

一、快充的原理是什么?

電池充放電其實就是一系列氧化還原反應(yīng)的過程。

充電過程中,正極上生成的鋰離子,經(jīng)由電解液從正極運動到負極,而負極的石墨是一種層狀結(jié)構(gòu),到達負極的鋰離子嵌入到負極的層狀結(jié)構(gòu)中,完成充電。嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。因此,快充的根本原理就是鋰離子需要用盡可能快的速度嵌入到負極。

快充到底有多快?我們通常用倍率C來衡量。倍率C的計算公式如下:

倍率C=充電電流/額定容量

C數(shù)值越大,充電速率越快。比如一塊容量為100Ah的電池,我們用100A的電流充電,那么充電倍率就是1C,即1小時能充滿電。如果我們用200A的電流充電,那么充電倍率就是2C,30分鐘就能充滿。目前,電動汽車行業(yè)一般定義充電倍率在1.6C以上的為快充。

由此,我們可以知道,快充意味著電池要承受大電流、高功率充電。

物理課上我們都學過,電流流經(jīng)電阻會產(chǎn)生熱量。如果,我們把電池看作是一個電阻,當電池在進行快充時,經(jīng)受這么大的電流,也一定會產(chǎn)生發(fā)熱問題,而且電池的材料結(jié)構(gòu)更加精密,大電流快充帶來的副反應(yīng)就更復雜了。

二、快充對電池的影響有哪些?

鋰電池充電就像倒啤酒,速度快,裝滿啤酒的速度也快,但是泡沫(副反應(yīng))很多。

快充在節(jié)約了充電時間的同時,也會對電池本身有一定影響。接下來,我就從兩個方面來講講——

1、對鋰電池循環(huán)壽命的影響

(1)熱效應(yīng)對電池的影響

前面說過,電池因為存在內(nèi)阻,在通電時會產(chǎn)熱。根據(jù)焦耳定律,發(fā)熱量Q=I2Rt。充電電流越大,鋰離子移動的速度越快,電池溫度升高得也越快。

慢充功率較低,單位時間內(nèi)發(fā)熱低,通電時間更長,充電過程中所出現(xiàn)的熱量差別不足以造成電池衰老速度的差異。反之,快充的高功率會使電池在短時間內(nèi)升溫,而高溫是鋰電池老化的最大殺手,溫度的升高會伴隨著一些副反應(yīng),如電解液分解、電極上產(chǎn)生沉積物,導致反應(yīng)可逆性降低,電池容量也就會慢慢的減少。

(2)快充引起的負極析鋰/活性鋰損失

快充狀態(tài)下,如果充電功率太大,會有過量的鋰離子從正極脫嵌出,而且鋰離子的移動速度非???,這時候負極接收鋰離子的能力跟不上,就容易使一部分鋰離子無法順利嵌入負極,造成析鋰現(xiàn)象。鋰離子沉積后,進一步與電解液發(fā)生反應(yīng),形成死鋰。可移動的鋰離子少了,電池容量也就會變小,縮短電池使用壽命。

(3)快充導致的電極粉化破碎

快充時,當充電電流過大,正負極的電化學反應(yīng)趕不上電荷的移動速度,就會使電位偏離平衡電位,也就是極化。不僅如此,在快充的過程中由于脫鋰和嵌鋰速度都很快,因此正負極的鋰離子濃度差會更加顯著,從而導致鋰離子電池內(nèi)部的應(yīng)力分布不均,而應(yīng)力的不均將會造成活性物質(zhì)顆粒內(nèi)部的裂紋,活性物質(zhì)顆粒與導電劑、粘結(jié)劑分離,電極與集流體之間的剝離等現(xiàn)象

電極粉化破碎導致活性物質(zhì)的損失,這也意味著電池容量的降低和壽命的縮短。

2、對鋰電池快充性能的影響

除了對電池壽命的影響之外,快充對電池快充性能本身也是有影響的。

要知道,電池不是一桶純凈水,其材料和結(jié)構(gòu)都比較復雜,所以電壓在電池中的分布并不是完全均勻的,快充過程中鋰離子移動的速度很快,很容易造成過電壓,短時間在電池表面形成一個高電壓值,但是電池深處的電壓卻是低的。

而判斷電池是否充滿,是通過對電壓的測量。電池表面電壓達到峰值,就會讓BMS誤以為電池電量已充滿,為了更好地保護電池,從而結(jié)束充電。但其實電池整體電壓還沒達到滿電狀態(tài),我們平常吐槽的“虛電”就是這個原因。

三、如何保障電池的快充性能?

既然快充會產(chǎn)生上面提到的種種影響,那快充在技術(shù)上有什么保障呢?這時候就得和大家講講BMS也就是電池管理系統(tǒng)發(fā)揮的作用了。

BMS可以對電池溫度,電池均衡性,充電電流、電壓等方面進行智能化調(diào)控,監(jiān)測電池的狀態(tài),并與充電裝置進行信息交互,防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,保障電池的安全和長壽命。

簡單地來說,BMS可以根據(jù)電池的不同狀態(tài)和承受能力,設(shè)計最合適的快充速度。而電池的充電速度也不是恒定不變的,而是會根據(jù)電池的情況動態(tài)變化。說到這里,就涉及充電策略的概念了。

一般情況下,電池快充到80%就會逐漸降低速度,以免過充。就好像倒水一下,一開始可以倒很快,但是快倒?jié)M的時候就要慢慢地倒,以免溢出。

因此,通常在進行電池系統(tǒng)設(shè)計時,會制定合理的快充功率表,比如@NEV-Futurist所提供的這一張簡表,從中大家可以看到不同的荷電態(tài)和不同溫度下的充電倍率的變化:

當然實際的充電策略還要比上面說的更加復雜、精細。目前所使用的充電策略,主要有下面四種,可以稍微了解一下:

四、日常使用如何減少對電池的損害?

總的來說,任何電池使用快充多多少少都會對電池有影響。

但是如果電動汽車的電池密度、材料、溫度以及電池管理系統(tǒng),設(shè)計非常合理的話,那么這種傷害會在一個合理可控的范圍之內(nèi)。說白了,只要是合格的電池正常使用快充是沒問題的。而且現(xiàn)在很多電動汽車對快充的設(shè)計也是建立在滿足汽車全生命周期內(nèi)的快充次數(shù)基礎(chǔ)上。

所以,日常使用快充不會對電池造成明顯的傷害。

日常使用中,盡量以慢充為主,快充作為應(yīng)急補能配合使用,一周使用兩、三次快充也沒有什么問題。

總結(jié)一下!快充也好,慢充也好,定期給愛車做保養(yǎng),讓工作人員對電池進行檢測分析,都是非常重要的。

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