登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
新车上市,当然我说的是电动汽车,时常会出现这样的介绍:“快速充电,半小时充电80%,续航200公里,完全解决你的里程焦虑!”快充,商用车用来提升设备使用效率,乘用车用来解决里程焦虑,不断逼近“加一箱油”的时间。大有成为标配的趋势。今天就一块儿来挖一挖快充方法,捎带挖一挖方法的由来。
充电多快可以叫“快充”?
我们充电的基本诉求:
1)充电要快;
2)不要影响我电芯寿命;
3)尽量省钱,充电机放出来多少电,尽量都充到我的电池里。
那么多快就可以叫快充了呢?并没有什么标准文献给出具体数值,我们暂且参考知名度最高的补贴政策中提及的数值门槛。下表是新能源客车2017年补贴标准。可以看到,快充的入门级是3C。实际上,在乘用车的补贴标准中,没有提及快充的要求。从一般乘用车的宣传资料中,可以看到,大家一般认为30分钟充满80%已经可以作为快充的噱头,拿出来宣传了,那么姑且认为乘用车的1.6C就可以是入门级快充参考值。按照这个思路,宣传15分钟充满80%的,相当于3.2C。
快充的瓶颈在哪里?
在快充这个语境里,相关方按照物理主体分,包括电池、充电机、配电设施。
我们讨论快充,直接的想到电池会不会有问题。实际上,在电池有问题之前,首先是充电机,配电线路的问题。我们提到特斯拉的充电桩,其名曰超级充电桩,它的功率是120kW。按照特斯拉Model S85D的参数,96s75p,232.5Ah,最高403V计算,其1.6C对应最大需求功率为149.9kW。从这里就可以看到,对于长续航纯电动车型,1.6C或者说30分钟充满80%已经对充电桩构成考验。
在国家标准中,不允许在原来的居民用电网络中直接直接设置充电站。1台快充桩的用电功率就已经超出几十户居民的用电量。因此,充电站都需要单独设置10kV变压器,而一个区域的配电网络并非都有余量增加更多的10kV变电站。
然后说道电池。电池是否能够承载1.6C或者3.2C的充电要求,可以从宏观和微观两个角度来看待。
宏观上的快速充电理论
之所以这节的题目叫做“宏观上的快速充电理论”,是因为直接决定电池快速充电能力的是锂电池内部正负极材料性质、微观结构,电解液成分、添加剂,隔膜性质等等,这些微观层面的内容,我们暂时放在一边,站在电池外边,看锂电池快速充电的方法。
锂电池存在最优充电电流
1972 年美国科学家J.A. Mas 提出蓄电池在充电过程中存在最佳充电曲线和他的马斯三定律,需要注意的是,这个理论是针对铅酸蓄电池提出的,其界定最大可接受充电电流的边界条件是少量副反应气体的产生,显然这个条件与具体的反应类型有关。
但系统存在最优解的思想,却是放之四海而皆准的。具体到锂电池,界定其最大可接受电流的边界条件可以重新定义。基于一些研究文献的结论,其最优值仍然是类似马斯定律的曲线趋势。
值得注意的是,锂电池的最大可接受充电电流的边界条件,除了需要考虑锂电池单体的因素,还需要考虑系统级别的因素,比如散热能力不同,系统的最大可接受充电电流是不同的。然后我们暂且以这样的基础继续向下讨论。
马斯定理的公式描述:
I =I0*e^αt
式中;I0为电池初始充电电流;α 为充电接受率;t 为充电时间。I0和α 的值与电池类型、结构和新旧程度有关。
现阶段对电池充电方法的研究主要是基于最佳充电曲线来开展的。如下图所示,如果充电电流超过这条最佳充电曲线,不但不能提高充电速率,而且会增加电池的析气量;如果小于此最佳充电曲线,虽然不会对电池造成伤害,但是会延长充电时间,降低充电效率。
对这个理论的阐述包含三个层次,是为马斯三定律:
①对于任何给定的放电电流, 蓄电池充电时的电流接受比α 与电池放出的容量平方根成反比;
② 对于任何给定的放电量,α与放电电流Id 的对数成正比;
③蓄电池在以不同的放电率放电后, 其最终的允许充电电流It ( 接受能力) 是各个放电率下的允许充电电流的总和。
以上定理,也是充电接受能力这个概念的来源。先理解一下什么是充电接受能力。找了一圈,没有看到统一官方的定义。按照自己的理解,充电接受能力就是在特定环境条件下,具备一定荷电量的可充电电池充电的最大电流。可以接受的含义是不会产生不应有的副反应,不会对电芯的寿命和性能造成不良影响。
进而理解一下三定律。第一定律,在电池放出一定电量以后,其充电接受能力与当前荷电量有关,荷电量越低,其充电接受能力越高。第二定律,充电过程中,出现脉冲放电,有助于帮助电池提高实时的可接受电流值;第三定律,充电接受能力会受到充电时刻以前的充放电情况的叠加影响。
如果马斯理论也适用于锂电池,则反向脉冲充电(下文中具体名称为Reflex 快速充电法)除了可以用去极化的角度解释其对温升抑制有帮助以外,马斯理论也作为对脉冲方法的支撑。而更进一步的,真正将马斯理论全盘运用的,是智能充电方法,即跟踪电池参数,使得充电电流值始终因循锂电池的马斯曲线变化,使得在安全边界以内,充电效率达到最大化。
常见快速充电方法
锂电池的充电方法有很多种,针对快速充电的要求,其主要方法包括脉冲充电、Reflex 充电,和智能充电。不同的电池类型,其适用的充电方式也不完全相同,在方法这节不做具体区分。
脉冲充电
这是来自文献中的一个脉冲充电方式,其脉冲阶段设置在充电触及上限电压4.2V以后,并在4.2V以上持续进行。暂且不提其具体参数设置的合理性,不同类型电芯存在差异。我们关注一下脉冲实施过程。
下面是脉冲充电曲线,主要包括三个阶段:预充、恒流充电和脉冲充电。在恒流充电过程中以恒定电流对电池进行充电,部分能量被转移到电池内部。当电池电压上升到上限电压(4.2 V)时,进入脉冲充电模式:用1 C 的脉冲电流间歇地对电池充电。在恒定的充电时间Tc内电池电压会不断升高,充电停止时电压会慢慢下降。当电池电压下降到上限电压(4.2 V)后,以同样的电流值对电池充电,开始下一个充电周期,如此循环充电直到电池充满。
在脉冲充电过程中,电池电压下降速度会渐渐减慢,停充时间T0会变长,当恒流充电占空比低至5%~10%时,认为电池已经充满,终止充电。与常规充电方法相比,脉冲充电能以较大的电流充电,在停充期电池的浓差极化和欧姆极化会被消除,使下一轮的充电更加顺利地进行,充电速度快、温度的变化小、对电池寿命影响小,因而目前被广泛使用。但其缺点很明显:需要一个有限流功能的电源,这增加了脉冲充电方式的成本。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北京市政府参事、中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在2024中关村论坛年会期间表示,新能源的协同协调发展和互动式发展将是下一阶段中国新型能源体系发展的主基调。在28日国务院参事室主办的2024中关村论坛平行论坛——“创新驱动助力绿色发展论坛”上,欧阳明高表示,中国迎来新能源发展革命的爆发
据国家电网智慧车联网平台预测,今年“五一”假期,全国多地高速公路将迎来充电高峰,全国高速公路日均充电次数将超30万次,较去年同期增长超50%,单日充电次数峰值较春节假期也有望超50%。为应对“五一”期间高速公路充电高峰,全国多地加大了充电桩的升级改造。天津在节前完成了103台充电桩升级改造
中共中央政治局常委、国务院总理李强4月28日在2024北京国际汽车展览会调研。他强调,要深入落实习近平总书记关于推动汽车产业高质量发展的重要指示精神,大力发展智能网联新能源汽车,坚持以科技创新引领产业创新,深化拓展开放合作,促进汽车产业高端化、智能化、绿色化升级,更好满足和创造市场需求
近日,广州市人民政府印发广州市推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案。文件提出,推进存量煤电机组节煤降耗、供热和灵活性改造,支持煤电机组应用碳捕集利用与封存(CCUS)技术设备。支持燃煤燃气电厂灵活配储,推广储能设备应用。推动已达或临近寿命期的充换电、港口岸电、光伏设备更新改造。
4月28日,据AITO汽车官微消息,2024年4月26日16时34分左右,一辆问界M7Plus在山西运城发生严重交通事故,对于事故中出现的人员伤亡,我们深表痛心,对遇难者表示沉痛的哀悼。根据国家平台数据接入管理规定,获悉该车辆发生事故时车速115公里/小时,安全气囊正常打开,动力电池包特性均正常。我们正在积
在车展现场,一场场发布会紧锣密鼓进行,车企争相秀出自家真功夫。站在新能源汽车发展的新赛点,汽车产业以技术创新为驱动的发展方向,带着发展的新理念、新成就,迈入发展新阶段。“今天体验了一圈国产车,我是见一辆爱一辆。”360集团创始人周鸿祎一身红衣坐在一辆车上,成为2024北京国际车展(下称
北极星储能网获悉,4月24日,商务部、财政部等7部门发布关于印发《汽车以旧换新补贴实施细则》的通知。自本细则印发之日至2024年12月31日期间,对个人消费者报废国三及以下排放标准燃油乘用车或2018年4月30日前(含当日,下同)注册登记的新能源乘用车,并购买纳入工业和信息化部《减免车辆购置税的新
全球视野,中国制造。4月25日,由深圳市战略性新兴产业发展促进会,PNEEXPO组委会、印尼米奥兰特主办,英特尔大湾区科技创新中心联合主办的“印尼电车及周边配套对接交流会”,在英特尔大湾区科技创新中心19楼成功召开,本次会议得到了PERIKLINDO印尼电动汽车工业协会的支持,车桩网,索比储能,北极星
如果你最近和燃油车主聊天,他们可能不会关注小米SU7卖得好不好,也不会关注谁家又出了新车,而是大概率会向你诉苦,如今的油价一涨再涨,每一脚踩下去都是钱,出门开车都没法痛痛快快地开了。4月17日0点,油价迎来2024年最大上调,此次油价上涨是2024年的“第5次”上涨,经过这一轮调整后,92#汽油价
最近,盐城供电公司配合市政府出台了《江苏省盐南高新区居住区电动汽车充电设施建设“一区一策”方案(试行)》,文件规范了既有小区充电设施统筹改造原则及各主管部门职责,并对改造规划方案进行公示,极大提升居民获得感,为新能源汽车基础设施在基层社区的推广、落地提供了有益的实践范本。随着我国
过去“10年来动力电池能量密度提升3倍,成本下降80%以上。”中国科学院院士欧阳明高表示。实际上,对于300Wh/kg能量密度的动力电池,行业目前已经司空见惯。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出,到2025年动力电池单体比能量达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。随
近日,黄河明珠水利水电建设有限公司南阳回龙运维项目部与业主单位紧密配合,成功完成了生活区充电桩的安装工作。接到安装任务后,该项目部迅速行动,制定施工方案,组织专业人员对现场进行了详细勘察和规划。在安装过程中,项目部合理安排施工进度,确保每一道工序都严格按照规范进行。同时,及时与业
据国家电网智慧车联网平台预测,今年“五一”假期,全国多地高速公路将迎来充电高峰,全国高速公路日均充电次数将超30万次,较去年同期增长超50%,单日充电次数峰值较春节假期也有望超50%。为应对“五一”期间高速公路充电高峰,全国多地加大了充电桩的升级改造。天津在节前完成了103台充电桩升级改造
北极星储能网获悉,4月23日,交通运输部办公厅发布关于公布第二批智能交通先导应用试点项目(自动驾驶和智能建造方向)的通知。文件提出,务实推动技术应用。试点工作要坚持应用导向,立足实际场景、面向实际需求,聚焦智能交通技术与交通运输业务的深度融合,以新技术赋能提升运输服务效率、提高基础
4月24日,特锐德发布2023年年报,2023年,特锐德实现营业总收入146.02亿元,较上年同期增长25.56%;归属于上市公司股东的净利润达4.91亿元,较上年同期增长80.44%;经营活动产生的现金流量净额13.45亿,较上年同期增长10.62%。年报中提到,特锐德业务主要分为电力设备“智能制造+集成服务”业务以及电
4月27日,特锐德发布2024年一季度报,其中显示,报告期内营收25.67亿,比上年同期增加29.93%,归属于上市公司股东的净利润6159.57亿,比上年同期增加203.18%,归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润4733.26亿,比上年同期增加748.12%。
最近,盐城供电公司配合市政府出台了《江苏省盐南高新区居住区电动汽车充电设施建设“一区一策”方案(试行)》,文件规范了既有小区充电设施统筹改造原则及各主管部门职责,并对改造规划方案进行公示,极大提升居民获得感,为新能源汽车基础设施在基层社区的推广、落地提供了有益的实践范本。随着我国
4月19日,安徽省合肥市滨湖印小区住户李嘉文购置了一台新能源汽车,准备给自家停车位安装充电桩。他拨打95598供电服务热线后,当天下午,合肥供电公司包河供电分公司客户经理郭佳佳上门勘查,制订充电桩接电方案。4月21日,装表接电完成。截至目前,合肥新能源汽车保有量突破26万辆。合肥供电公司不断
“现在给车子充电方便多了,再也不用像过去一样东奔西走,真是太棒了!”4月21日,安徽省合肥市滨湖康园小区居民张春生对家门口新设立的智能移动充电机器人赞不绝口。在国网安徽合肥供电公司客户经理姚先君指引下,张春生驾驶新能源车停靠于小区的南区北广场一角的机器人旁。和普通充电桩使用方法基本
北极星储能网获悉,据奥迪中国消息,4月25日,奥迪宣布,奥迪与保时捷宣布在华开展充电网络合作,向其用户开放各自品牌充电站。自2024年下半年起,奥迪与保时捷用户可以使用来自双方品牌遍布中国50个城市的超过900根充电桩。
记者从中国汽车流通协会相关部门了解到,4月上半月,我国新能源乘用车零售渗透率首次突破50%。该协会的乘用车市场联席分会的数据显示,4月1日至14日,我国新能源乘用车市场零售26万辆,同比增长32%,4月上半月,新能源乘用车零售渗透率为50.39%,首次超过传统燃油乘用车。近二十年来,新能源汽车以惊人
4月22日,浙江省平湖市印发平湖市进一步推动经济高质量发展若干政策(平政发〔2024〕10号),其中提到,适度超前建设农村电网,重点支持乡村公共充电设施建设及运营,支持新建乡村充电设施100根左右。鼓励结合实际情况,推进分布式光伏规模化开发。原文如下:平湖市人民政府关于印发平湖市进一步推动经
北极星储能网讯,4月26日上午,广东省佛山市顺德区招商局与广东安洋博创智能科技有限公司举行签约仪式,安洋智能的“智能化锂电池生产设备产业基地项目”落地北滘镇拓野零碳智造产业园。项目计划租用1.5万平方米厂房,投资额1亿元,固定资产投资额不少于1500万元,3年内累计经济贡献不低于3000万元。厂
得益于全球节能减排趋势,近年来新能源汽车快速发展,三电(电机电控电池)是衡量车辆品质的重要因素,电池质量更是重中之重,全球锂电池市场需求随之迅猛增长,预测在2025年达到1,223亿瓦时的总需求。锂电行业产业链可分为:锂电制造、锂电应用、锂电回收等。锂电制造:电芯制造(前段)—电芯装配(
近日,由无锡市检验检测认证研究院筹建的国家高端储能产品质量检验检测中心(江苏)获得国家市场监督管理总局批准成立(国市监检测函〔3034〕53号)。该中心是长三角地区唯一的“国字号”储能领域质检中心,填补了区域内“储能+氢能”检验检测能力空白。同时,检研院还获批建设江苏省市场监管重点实验
北极星储能网获悉,4月27日,湖南中科电气股份有限公司发布关于投资建设海外锂离子电池负极材料一体化基地项目的公告。公告指出,为进一步实施公司国际化发展战略、扩大海外市场业务规模并满足下游客户的需求,公司经过多次考察、调研和多方比较,拟先试先行,通过公司控股子公司湖南中科星城石墨有限
北极星储能网获悉,4月29日,国家能源局举行新闻发布会,发布一季度能源形势和可再生能源并网运行情况,介绍新型储能发展和电网安全“三项行动”有关情况,并回答记者提问。[总台央视记者]国家能源局近期组织开展了新型储能试点示范工作,请问后续将如何发挥好试点示范项目的示范带动效应,促进各类技
北极星储能网获悉,据亿纬锂能消息,4月22日,亿纬锂能与金卡智能集团股份有限公司(以下简称“金卡智能”)在亿纬锂能惠州总部举行战略合作签约仪式。双方计划在锂电池业务上加强合作与协同,深入战略布局,建立长期、稳定、紧密的合作伙伴关系,为锂电产业升级和创新发展贡献更多力量。仪式上,双方
GGII数据显示,2023年正极、负极、隔膜用粘结剂产品的出货量分别达到5.6、3.8、1万吨,同比增长56%、23%、43%。2023年正极和隔膜粘结剂增速高于锂电池35%的增速,原因为:1)铁锂电池正极用PVDF添加量(3.5%)较三元(2%)多,铁锂市场占比从64%提升至74%,带动PVDF增长大于锂电池市场增长;2)涂覆隔
4月26日,雅保四川新材料有限公司(以下简称“雅保四川”)年产5万吨氢氧化锂锂电池材料项目在四川省眉山市彭山区建成投产,项目投产后将对相关行业发展起到一定的促进作用。据了解,随着新能源汽车、移动电子设备、储能电池组、铝锂合金、新型制冷剂等产业的蓬勃发展,对上游产品碳酸锂和氢氧化锂的需求
数据显示,2024年4月的前半个月,中国乘用车零售51.6万辆。其中,新能源乘用车零售26万辆,同比增长32%,新车渗透率达50.39%,占比首次超过传统燃油车!而且值得一提的是,新车渗透率突破50%的时间,比我国原定的2035年提前了11年。这不仅是中国交通领域能源转型的重要标志,表明中国汽车产业持续向绿色
2024年4月25日,北京国际汽车展览会首日,宁德时代发布全球首款兼顾1000km续航和4C超充特性的磷酸铁锂电池新品——神行PLUS。自2023年8月发布神行超充电池,到今天发布神行PLUS,宁德时代用8个月时间,再次刷新磷酸铁锂电池纪录。宁德时代首席科学家吴凯博士1000km超长续航,真正让出行无忧神行PLUS电
北极星储能网讯,4月26日,华软科技发布《关于终止投资建设锂电池电解液添加剂项目的公告》。根据公告显示,华软科技决定终止年产12000吨锂电池电解液添加剂项目和年产6000吨氟代碳酸乙烯酯(FEC)锂电池电解液添加剂项目。据了解,2021年,华软科技控股子公司北京奥得赛化学有限公司的全资子公司武穴
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!