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直流快速充电会伤电动汽车电池?专家解惑

创作时间:
作者:
@小白创作中心

直流快速充电会伤电动汽车电池?专家解惑

引用
网易
1.
https://m.163.com/dy/article/JEOB981505564QCM.html

经常能听到有关如何确保电动汽车电池在最长时间内保持最佳状态的最佳做法。
其中最主要的一条是仅给电动汽车充电至 80%。
一直使用直流快速充电会导致电池退化,进而影响续航里程。
由于续航里程对于电动汽车而言已经是个问题,这种情况就变得更糟了。
考虑到电动汽车充电时间更长,而且充电站的数量远远少于加油站,续航焦虑是购买电动汽车的一大缺点。
并非每个人都有条件在家中安装电动汽车充电器,这就让那些仍然想要电动汽车的人只能使用速度较慢的 2 级公共充电器或者更快的直流快速充电器。
一直使用那些直流快速充电器真的会影响电动汽车电池的健康状况吗?下面咱们来看看。

什么是直流快速充电?

您家中的电源插座提供的是交流电(AC),主要是因为长期以来,交流电在进行长距离传输时更轻松,而且能量损失不明显。

只有一个问题。您的电动汽车使用的电力是以直流电(DC)的形式存储的。当您将交流电源插入车辆时,它必须将该能量转换为可存储和后续使用的直流电。不过,有一种解决方法。直流充电站在把电力输送到您的电动汽车之前,会先将电网的交流电转换成直流电,基本上绕过了车内的车载电源转换器,直接给电池充电。这种充电方法通常被称为 3 级充电或快速充电,1 级充电器的最大功率约为 1.8 千瓦,2 级充电器约为 20 千瓦,而目前大多数直流快速充电器的充电功率可达 350 千瓦,甚至更快的直流快速充电技术正在研发中。

为什么直流快速充电会降低我的电动汽车电池的性能?

那么,就保护电动汽车电池而言,更快的充电速度究竟哪里不好呢?其实本质上没什么不好,但快速充电可能会有一些权衡。事实是,直流快速充电会产生更多热量,久而久之,这会加速电池组中电池单元的性能衰退。

“在某些情况下,直流快速充电可能会缩短电动汽车的使用寿命,”电动汽车制造商 Mullen Automotive 的首席执行官大卫·米歇里(David Michery)在接受 Digital Trends 采访时解释说,“与交流充电(1 - 2 级)相比,直流快速充电的电流更高,会产生更多热量,还可能导致活性材料的动力学问题,进而致使电池性能更快衰退。”

然而,这在很大程度上似乎只是理论层面的。不可否认的是,从非常长远的角度来看,直流快速充电产生的额外热量在科学上会影响电动汽车的电池。电动汽车已经上路有一段时间了,研究似乎表明,直流快速充电对汽车电池的损害并不像之前认为的那么严重。然而,这可能更多地与电动汽车如何智能充电有关,而不仅仅是一般地使用直流快速充电。

根据 Recurrent 进行的一项针对 6500 多辆特斯拉 Model 3 的研究,频繁的直流快速充电并不像之前一些人认为的那样有很大的影响。该研究跟踪了经常(超过 70%的时间)进行直流快速充电的特斯拉汽车,与很少(低于 30%的时间)进行直流快速充电的汽车进行比较,指出电池性能下降的趋势实际上非常相似。值得注意的是,虽说 Recurrent 的研究涵盖了 2012 年至 2023 年之间的车辆,但是所研究的车辆中 90%是 2018 年及之后的,57%是 2021 年及之后的。

不过,科学这东西很难绕开。正如 Qnovo 首席执行官兼电池化学专家纳迪姆·马卢夫博士所讲,直流快速充电对电池有几种不同的物理影响。

马卢夫说:“直流快速充电会给电池施加压力,还会让两种主要的退化机制加快:电极的结构材料会退化,锂金属枝晶会形成,长此以往可能会引发灾难性的故障。”

然而,它对电动汽车内置电池的影响程度,压根不像你依据网上那些对充电速度的担忧所设想的那么大。随着汽车变得越发智能,内置的计算机能把电池充电速度调节得更好,以保持电池健康,这样一来,其影响或许也会越来越小。

如果担心电池退化该怎么办

要是您觉得有关直流快速充电如何影响电动汽车电池的数据有点含糊,那您说得对。虽说显然,随着时间推移,直流快速充电可能不会给电池健康带来巨大影响,可在较长一段时间里,它确实产生的细微影响有点不明确,而且可能在电动汽车上路更久之前都没法更清楚。所以这就冒出个问题——您得怎么做才能保证您的电动汽车电池尽可能长时间保持尽可能好的状态?

好消息是,您可以采取很多措施来保护电动汽车内的电池。坏消息是,这些措施会因多种因素而有很大差异。据马鲁夫称,有三个主要因素会影响电池健康:充电速度、最大充电量以及温度。

“高温不好(高于 95 华氏度)。非常寒冷也不好(低于冰点)。电池在 60 华氏度到 90 华氏度之间最理想,”马鲁夫说。“在对这三个因素进行优化时,请运用您的最佳判断力。在炎热的日子里,不要充电至 80%或更高,因为这会给电池带来压力。如果您计划长途公路旅行,前一天晚上在较凉爽的时候使用 2 级充电器(充电较慢)将车辆充电至 90%甚至 100%。这将确保您在旅程中拥有最大续航里程。”

这可能看起来内容不少。如果天气非常寒冷,限制充电。如果天气非常炎热,限制充电。如果您进行直流快速充电,也要限制充电。如果您不是进行公路旅行,限制充电。

然而,所有这些都可以归结为基本要点。如果可以,在家使用 1 级或2 级充电速度充电,并在日常生活中将汽车的充电上限设置为 80%,或者如果您即将进行公路旅行则充满电。并且,在温度方面运用您的最佳判断。要知道,温度过高或过低对电池都不利——但除非您经常在极端温度下充电,否则不必过于担心。毕竟,您还有地方要去。

所幸,专家们一致认为,司机们不必一直担心如何以及何时给汽车充电。“时不时地,以 1 - 3 的充电速度充到 100%是完全没问题的,”米歇里说道。“总的来说,目标是在日常充电和车辆行驶里程之间取得平衡,这反过来将有利于电池的持续健康,并延长电池的整体寿命。

坏消息是,无论你做什么,你的电动汽车电池都会随着时间的推移而退化。这就是科学,以目前的电池技术水平是无法避免的。如果你拥有一辆电动汽车很多年,预计续航里程会略有减少。

电池和充电技术的未来

电动汽车制造商有动力致力于解决所有这些问题。毕竟,他们知道续航焦虑是许多客户购买决策中的一个重要因素,实际上,他们无非是想卖更多的车。在短期内,公司可能会实施更智能的系统,能够更好地管理输送到电池的电量,以维持电池的健康状态,即使这是以充电速度略有降低为代价的。

然而,从长远来看,充电速度的问题可能会完全消失。为什么?固态电池。固态电池将在不久的将来开始应用于电动汽车,测试数据似乎表明,它们比目前在电动汽车中所使用的锂离子电池更耐用——更不用说它们更长的续航里程意味着实际发生的退化不会产生那么大的影响。

与此同时,在可能的情况下,坚持选择 1 级和 2 级充电,谨慎起见。但要知道,直流快速充电并不像有些人所让你认为的那么糟,而且你也不必费尽全力确保总是以较慢速度充电,担心你的汽车续航里程大幅缩减。

本文原文来自网易新闻

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