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  • 充電“樁B”指南|為什么我的車充電速度沒有宣傳的那么快?

    原標題:充電“樁B”指南|為什么我的車充電速度沒有宣傳的那么快?

    圖|蔡欣宇 文|蔡欣宇

    編者按:后補貼時代將至,限行、限購政策依舊是買車的剛需,而買完之后的用車成為了消費者“觸電”的關鍵。制約電動車出行半徑的續航和充電,后者有著更高的優先級,這在E電園車友調查中有著直觀體現:絕大多數車主認為,充電不便、時間過長給出行帶來的負面影響,要比車輛的續航更讓人“焦慮”……

    [搜狐汽車·E電園·黑客]關于充電的難題五花八門,甚至可以用“十萬個為什么”來形容,為此搜狐汽車·E電園·黑客聯合推出《充電“樁B”指南》系列文章,這次就聊充電這一件事,所有問題為您逐一解惑。在本期文章中,我們將針對充電速度、充電習慣等問題進行探究,看看在充電中到底有哪些門道。

    [ ·1· 為什么我的車30分鐘充不了80%電量?]

    (1)30分鐘充電80%一般指的是30%-80%

    關于這個問題,其實歸納下來主要有3方面的原因,首先我們要知道的是,廠家官方公布的30分鐘或40分鐘充電至80%,實際上指的是電量從20%或30%充至80%需要30-40分鐘,而并非從電量0%時開始。

    這主要是由于在電池充放電的過程中,電壓是在一個區間內浮動的。當電池電量高的時候電壓也高,而隨著電量的消耗,電壓也會降低。所以在饋電狀態下,電壓較低使得充電效率很難達到最佳狀態。另外在低電量情況下,單體電芯的電壓并不能保證一致,這也使得充電時必須平衡各個單體間的電壓,導致充電效率下降。

    而在充電末段(也就是SOC達到80%-90%時),為了保證電池安全及使用壽命,所以大多數廠家會選擇限制充電功率,以減輕電池內部過熱、過充等問題所帶來的電池損傷。另外在電量即將充滿時,電池自身的內阻也會明顯上升,使得充電速率放慢。

    (2)車樁不匹配問題嚴重 理想充電功率很難達到

    看完了第一個問題,相信有朋友會問了,我快充的時候明明電量在30%-80%的范圍之間,可怎么實際充電時間還是達不到官方數值呢?這就要說到充電樁與車輛的匹配問題了。一句話總結下來就是,每款車在快充時的策略不同,且不同品牌的充電樁在快充時策略也不同,車樁不匹配便會造成實際充電功率與官方數據不同的情況。

    我們先來看看世界各國充電標準發展情況。從圖中我們能夠看到,各國對于快充的策略都不盡相同,在中國,現行的國標二代(GB-II)充電接口標準,其電壓上限為750V,電流上限250A,根據我們中學物理學過的直流電路公式:功率(P)=電壓(U)×電流(I)就不難算出,185kW就是我國目前快充速度的極限

    而在實際使用中,我們目前能夠見到的最主流的快充樁便是國家電網的60kW直流快充樁,為了避免電流較大之后的發熱問題,所以主流的60kW電樁采用的大多是額定500V電壓×120A電流的策略,在圖片中我們能夠看到,測試車輛的需求電流為230A,遠超國家電網60kW樁額定的120A,所以實際充電功率只能達到45kW上下的水平。

    蔚來超充:大電流策略

    當然,隨著技術的發展,目前我們也能找到部分充電功率100kW以上的直流快充樁。有意思的是,在此類超級快充樁上,各個品牌的策略依舊不同。以我們曾經使用過的蔚來105kW超充、云杉智慧120kW超充為例,蔚來105kW快充樁額定輸出電壓500V,額定輸出電流250A。

    云杉智慧:高電壓策略

    而云杉智慧的120kW快充樁則選用了高電壓策略,我們實測的唐EV600在該充電樁上充電電壓在650V左右,充電電流則只有130A上下。兩個品牌的充電樁一個選擇了高電壓、一個選擇了大電流,策略完全不同。

    對于車輛來說也是一樣,以我們此前測試的比亞迪唐EV600以及蔚來ES8為例,唐EV600支持最高90kW的快充功率,其額定電壓為750V,額定電流120A,是典型的高電壓策略。而蔚來ES8則選擇了大電流策略,使用105kW快充樁充電時,其電壓僅為363V,但電流卻高達233A。

    看完上邊的參數,大家是不是有些一頭霧水的感覺,其實就像我們開頭所說的,快充策略或者說標準的不統一,造成了市面上車輛、充電樁策略不盡相同的情況,想要找到和自己的車輛完全匹配的快充樁,在現階段的確是件很難的事情。

    (3)溫度不在正常范圍內充電效率也會受到影響

    溫度對于電池系統的影響就比較容易理解了。簡單來說,溫度過高時,容易出現過充現象;而在溫度過低時,則會出現充電效率下降的現象。下面我們來具體解釋一下溫度對于電池系統的影響。

    在高溫情況下,主要問題是過充電。電池溫度增高時,內部物質的活性增加。因此,充電時充電反應速度快,充電電流大,容易出現過充現象損傷電池。而在低溫情況下,內部物質活性降低,電極上的溶解變得困難,充電時消耗后很難得到補充,所充電電流大幅度下降,效率下滑明顯。

    當然針對高溫以及低溫情況,各車企也采取了相應的方法予以應對,比如目前很多車輛都配備的充電低溫預熱系統。其基本工作原理是,在充電低溫預熱功能開啟過程中,來自充電樁的電量為PTC及管路內部的冷卻液加熱,并進入電池內部預熱電芯。直到電芯溫度達到相對合適的工作溫度后,再逐步提升充電功率為電池充電。

    威馬EX5也另辟蹊徑,配備了柴油加熱系統,適用于溫度極低的地區。其工作模式也不難理解,車輛搭載容量為6L的油箱,通過柴油加熱冷卻液,冷卻液再通過管路加熱電池組。這也使得EX5可以在不損耗自身電池電量的情況下,讓電池達到合適的溫度區間。

    [ ·2· 快充雖快但對電池真的好嗎?]

    毋庸置疑的是,使用直流快充充電在時間上有著很大的優勢,但長期采用快充真的好嗎?實際上,無論是快充還是慢充,電池充電時候,是電池內部的電芯正極鋰離子Li+移動至電芯負極的過程。如果將電池看做一杯水,慢充過程就是細水長流的倒水方式,而快充則可以相對夸張的理解為用高壓水槍加水,灑水等問題則難以避免。這也就不難理解,相對柔和的慢充對電池沒有太大傷害,而快充過多則會產生一定的負面影響。

    頻繁采用快充模式,對電池產生的主要傷害有兩種,一是加速電池的電池極化,二來可能導致電芯析晶

    電池極化簡單理解就是當持續充電電流較大時,電極處的離子濃度升高,極化加劇。同時大電流充電,電池內阻的增大,也會引起發熱效應,從而出現電解液反應分解、產氣等問題。如果處理不好則會對電池造成損傷。

    電芯析晶則是指在快充或低溫條件下,鋰離子可能會在表面析出形成枝晶鋰(又稱析晶)。枝晶鋰會刺穿隔膜,造成二次損耗,降低電池容量。而晶體達到一定數量后,還會刺破電芯隔膜,出現電池短路的情況。

    所以在日常使用中,我們還是建議大家采用快充慢充相結合,以及淺充淺放的策略,也就是不將電量完全充滿,也不要等到電量即將耗盡再補充電能,這樣才能做到保證充電效率的同時減少充電過程中的電池損耗。

    [ ·3· 全文總結 ]

    通過本文的解讀,相信您對于電動汽車充電中的那些門道都有了更加深入的了解,電動汽車的充電過程以及充電標準的制定絕非我們想象中的那么簡單,而現階段標準的不統一以及各家廠商策略的不同也對大家的日常用車造成了一定影響,當然我們相信隨著新能源產業的發展,這些問題都會得到解決。那么關于充電還有哪些問題是需要注意的呢?欲知詳情,敬請持續關注搜狐汽車·E電園·黑客《充電“樁B”指南》系列的后續文章。

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