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观点:快充有前置条件 锂电池原理上不能快充
观点:快充有前置条件 锂电池原理上不能快充目前宣传动力电池能快充的文章已经是越来越多,一些厂家的宣传,有些过头了,还有一些专家也跟风说,30分钟、15分能完成对电动汽车的充电,更有
目前宣传动力电池能快充的文章已经是越来越多,一些厂家的宣传,有些过头了,还有一些专家也跟风说,30分钟、15分能完成对电动汽车的充电,更有可笑的,说在5分钟之内能完成充电任务。笔者表示担忧,这些宣传会对行业发展是不利的,搞工程的人都理解,“原理上不通,工程上不可能通的”,锂离子电池原理已经告诉人们,不能快充电。
一、什么是快、慢充?
车载电池都是有正负极的,能对电池充电的,一定是有正负极的直流电源。什么意思?电网的交流电是不能直接给车载电池充电的。
但是给电动汽车充电,都是民用220V,或者工厂用的380V的交流电。这是为什么?这是工程师们用“交流变直流(AC/DC) ”装置,将交流电变成直流电了。对普通用户要记住:
①对车载电池充电的电源,必须是直流电源,交流电源是不能“直接”对锂离子电池充电的。
②直流电源在哪里?目前电网的电,都是交流电。而给电动汽车充电的直流电,是通过“交流变直流(AC/DC) ”装置转换而来的。
③“交流变直流(AC/DC) ”是一个装置,是符合标准要求的产品。这个装置如果装在车上,车与充电接口就是交流充电接口;这个装置如果装在车下(地面),车与充电接口就是交流直流接口。
④交流变直流(AC/DC)装置在地面可以做成大功率的(注:功率愈大,体积越大、质量越重;而汽车有绝缘要求,有体积、重量限制,于是车载的交流变直流(AC/DC)都是功率小的。
第一个层次的“快与慢”的概念。直流接口的充电速度,比交流充电接口速度要快。原理上,直流接口的充电速度是3个小时到4个小时,交流充电接口是6小时到8个小时。(注:电网能保障提供,民用220V,或者工厂用的380V的交流电)
第二个层次的“快与慢”的概念。目前理论上的直流接口的充电速度是3个小时到4个小时,与燃油车加油5分钟相比较的。由于原理上的限制,有专家提出“30分钟(或15)充电到80%”的概念,还有20%空间,充电时间被忽略了。换一句话,把充电整个过程,进行分段了。
第三个层次的“快与慢”的概念。直流接口不能快电,是指3%到99%整个过程,完全充满而言;直流接口能快充电,基本上指20%到80%整个空间而言的。这是锂离子电池充电(放电)曲线的一部分。一些厂家对这条曲线,做了一些优化而已。从原理上,无实质创新。
二、直流接口不能快充是综合性结论,可以快充是许多前置条件的
先看一个大家日常生活的例子。木桶,是用来蓄存水的,水龙头给空木桶加水的。木桶有容积的(与车载电池额电量相似),水龙头最大出水量也是一定的(与充电接口相似)。分析如下:
①要给容积已经确定了木桶加水,如果要快,可以把水龙头开到最大。
②水龙头出水量确定了,如果要快加水,可以把木桶容积做小一些。
③要给容积已经确定了的木桶加水,水龙头出水量也确定了,加水就有一个平均(额定)速度。平均速度是有最快速度和最低速度而来的。
动力电池可以快充的逻辑分析:
①车载电池容量已经明确,如果要快充电,物理上做法是,多加1个(或者2个)充电接口,目前12米纯电动公交车,是这个做法。
②充电接口的规格是国家标准(已经明确),如果要快充电,基本最做法是,把车载电池容量做小,钛酸锂充电比磷酸铁锂充电快,就是这个原理。
三、锂离子电池原理上不能快充电
目前可以快充的电池是钛酸锂,但是钛酸锂电池比能量,与磷酸铁锂、三元电池比能量相差太远。换一句话,车载钛酸锂电池,其续航里程太短。跑同样的里程,车载钛酸锂电池充电次数也多。多次快充的车载钛酸锂电池的时间比一次慢充磷酸铁锂、三元电池的时间长,对用户而言,没有一点优势。换电可以吗?也不行。换电同样要充电,换电技术上比充电难度更大,成本更高。
电动汽车电能补充,比燃油车加油速度太慢,是一个客观的短板。大家在想办法补上。如何办?笔者的观点,工程技术(工艺)必须要找原理是正确的的方案,再整合好资源(条件),不要总是用原理上不正确的想法,去尝试、再尝试。
最好办法,提高动力电池比能量,即一次慢充,汽车一次里程即可超过一天(两天、三天)的运营里程。目前动力电池比能量研发进度已经比较快了,大家的里程焦虑,会慢慢消失的。
(作者:雷洪钧)
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