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為什么動力電池快充會帶來虛電問題?

鉅大LARGE  |  點擊量:4404次  |  2018年08月05日  

“號稱可以重復(fù)充電2000次,使用6年左右的電池,在經(jīng)常使用快充的情況下,實際壽命僅為3年甚至更短時間?!钡貭枬h宇電器股份有限公司董事長石華山認為,大功率充電的危害在部分企業(yè)的錯誤引導(dǎo)下,被人們忽視了。


作為一名駕駛特斯拉里程數(shù)高達18萬公里的電動車車主,他還注意到,大功率充電會導(dǎo)致虛電,不利于人們制定合理的出行規(guī)劃。


針對這兩個市場痛點,石華山在7月13日的2018未來汽車展暨未來汽車開發(fā)者大會“未來汽車供應(yīng)商推介會”上推介了自己的微充網(wǎng)項目。他說:“電動車要想真正普及發(fā)展,使用微型充電樁更為合理?!?/p>


大功率快充,虛電高達30%


“不是在充電,就是在去充電的路上?!痹陔妱榆嚦鲎廛囁緳C圈里,大家經(jīng)常用這句話相互調(diào)侃,內(nèi)含辛酸無奈。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

石華山認為,出租車司機的困擾,很大程度來自于快充帶來的虛電問題。對此,他本人也有親身體會。


有一次,他駕駛特拉斯從江門到珠海去辦事,由于時間緊迫,出門前他不得已使用了快充樁,充滿電后顯示有400公里的電量。從江門到珠海,往返路程只有200公里,但晚上回到家時,石華山發(fā)現(xiàn)自己的車只有20公里的電量。


“那180公里的電量哪里去了?”他不禁產(chǎn)生了這樣的疑問,然后算了這樣一筆賬:“在路上,空調(diào)及制動等因素大概會耗費60公里的電量,那么剩下的120公里的電量應(yīng)該就是快充中產(chǎn)生的虛電?!?/p>


為什么快充會帶來虛電問題?


“這個問題其實很好理解。給車充電,就像往杯子里倒啤酒。大家都有這樣的生活經(jīng)驗,我們快速倒啤酒的時候,就會產(chǎn)生大量泡沫,肯定沒法一次倒?jié)M一杯;但如果慢慢倒,就不會有泡沫產(chǎn)生,很容易就倒?jié)M一杯?!?/p>

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標稱電壓:28.8V
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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

石華山說,他做過很多次試驗,發(fā)現(xiàn)用小電流(13A-26A)給車慢充的時候,1公里電量幾乎就能跑1公里路程。但快充就不行。


為什么會這樣呢?他用物理知識作出了這樣的解釋:電池充電時,通常是憑借測量電壓來測定充放電程度的。因為快充對比慢充更容易帶來很大的過電壓(電流變大,U=IR,電池內(nèi)阻會貢獻更大的過電壓),化學擴散反應(yīng)也會跟不上,電池表面很快就會形成一個高電壓值,因而顯示的電量也會很高,但實際上并沒有充進那么多電,所以才會產(chǎn)生虛電。


石華山說,他曾聯(lián)手某電動汽車研究院,通過實驗得出了這樣一個結(jié)論:快充導(dǎo)致的虛電,可高達30%。


大功率充電對電池的損害不可逆


在石華山看來,大功率直流快充除了帶來虛電問題外,還會對電池造成不可逆的損害。


他說,隨著人們對電動車續(xù)航不斷提高要求,整車廠普遍采用能量密度更高的三元鋰電池,而電芯使用的隔膜為PE+PP材料?!半姵馗裟ぶ蠵E材料的熔點是106°-136°,一旦達到這個溫度,PE材料就會熔化,即便是低于熔點溫度,電池隔膜也會發(fā)生褶皺,這是對電池不可逆的損壞,同時縮短了電池壽命?!?/p>


電池隔膜為何會發(fā)生褶皺?石華山說,只需要具備初中物理常識,就能明白這個問題。比如,特斯拉150KW的直流充電樁充電電流可達260安培,在充電時產(chǎn)生的熱量是十分巨大的(熱量公式為Q=I2RT,其中I代表電流,R代表電阻,t代表時間,Q表示能量或熱量),如此多的熱量將使單體電芯內(nèi)部溫度升高,使隔膜發(fā)生不同程度的褶皺。充電過程中產(chǎn)生的熱量越多,電池隔膜受到的損害越大。而對熱量貢獻最大的是充電電流,因此,要想延長電池壽命,最好的辦法是讓充電電流盡量小一點。


“我倡導(dǎo)用微型充電樁充電,微型充電樁3.3KW的電流僅為13A,充電時產(chǎn)生的熱量僅為150KW直流充電樁的四百分之一,這能直接提高電池的壽命?!痹谑A山看來,提高電池壽命的好處在于:一、避免整車資源的浪費;電池成本占到整車的40%左右,電池退役,用戶只能重新購買新車;二、降低社會的環(huán)保壓力,由于國家對廢舊電池尚未建立起完善的回收體系,退役電池未來引起的“馬糞問題”將越來越嚴重。


在石華山眼中,快充的弊病還有很多。比如,白天用大功率直流電給電動車快充,會給電力系統(tǒng)造成很大的壓力,但晚上在用電波谷慢充則不會有這個問題。他還特別提到,大功率快充還可能會給社會帶來隱患,現(xiàn)在常被報道的電動車起火事件應(yīng)該引起人們的重視。為此,他呼吁國家禁止在小區(qū)高樓地下停車場設(shè)立大電流直流充電樁。


微充網(wǎng)可解決虛電、電池壽命縮短等問題


怎樣解決快充帶來的諸多問題?


“我建議的充電解決方案是智能插座+微充槍+微充網(wǎng)?!笔A山介紹,智能插座是付費充電的電源提供者,分為室內(nèi)不防水型和室外防水型兩種;微充槍則是隨車攜帶的微型充電槍;微充網(wǎng)則是充電運營服務(wù)。


其中智能插座作為地爾漢宇的主打產(chǎn)品,適合個人或私有經(jīng)營場所、單位等安裝使用,為現(xiàn)有停車位增加共享充電服務(wù)。充電時間可根據(jù)電網(wǎng)用電低谷時間充電,并通過“微充網(wǎng)”APP管理系統(tǒng)進行智慧充電運營管理。


“微充的充電方式可延長電池壽命、安全、無虛電,便于車主合理安排出行方案?!笔A山說,對于續(xù)航里程較低的電動車(續(xù)航<250公里),一般用戶日常平均行駛里程為41公里,用3.5KW的微充槍充電不到兩小時就可滿足日常出行;對于續(xù)航里程較高的電動車(續(xù)航>250公里)用7KW的雙倍微充,9個小時可以充63度電,里程達441公里,也能滿足包括出租車在內(nèi)的90%以上車主的出行需求。


“雖然我倡導(dǎo)微充,也在踐行和提供微充服務(wù),但我并不僅僅是為了盈利,而是想讓更多人,尤其是電動車主知道快充的危害,利人利己利社會,這是我創(chuàng)辦微充網(wǎng)的初衷。”操著一口福建普通話,石華山最后說出了這樣一個高遠的理想。

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