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新能源汽车充电知识介绍

 青青河边草603 2022-02-27

充电,是每个新能源车车主的日常。然而,动力电池的容量衰减一直是困扰很多车主的重要问题。其实,新能源车并不像手机充电一插一拔那么简单,掌握正确的充电方式,对延长电池的使用寿命尤为重要。那么,电池容量衰减的原因是什么?有哪些充电误区需要避免?又为什么要进行均衡充电呢?今天让我们一起来了解下新能源汽车充电的那些事儿~

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动力电池衰减主要原因

这得从锂电池的工作原理说起:充放电过程,简单来说就是锂离子在正负极间的输运过程。正极材料通常由锂的化合物构成,如我们熟知的三元锂或磷酸铁锂,充电时,正极释放出的锂离子经由电解液穿过电解质隔膜,嵌入负极(一般为石墨)。这样,由于电势的不平衡,外电路就会产生电流。反之,放电就是正极嵌锂,负极脱锂的过程。

以负极为例,石墨的内部是由SP2碳原子形成的类似苯环的平面层级结构,伴随着每次的充放电操作,这种层级结构可能会发生坍塌以及开裂损伤的现象,如此一来,锂离子就不能随心所欲地嵌入与脱出了。此外,由于化学副反应也会消耗掉部分具有活性的锂离子,因此,只要锂电池用的时间久了,可用锂离子的数量减少了,电池的容量衰减是一定会发生的。

02

如何避免充电误区

既然原理大家都弄懂了,如果想保护电池,就要从活性锂离子的数量和正负极材料的耐久性这两方面入手,尽可能地顺应电池的脾气。


接下来,是一些常见的充电误区,跟大家分享一下。

误区一:频繁过度放电

不像之前手机上广泛采用的镍镉电池,锂电池是不存在记忆效应的。相反,过充和过放还会对电极造成不可逆的损伤。从分子层面上理解,过度放电将会导致电极层状结构出现塌陷,过度充电则会把过多的锂离子硬塞进电极结构中,使得一些锂离子再也无法被释放出来。

因此,为避免放电深度过高影响电池的性能,建议大家在看到车内仪表的低电量报警后采取及时充电的措施。充电完成后,电池会自动断开高压,一般不用担心过充情况的发生。

误区二:频繁使用快充

在充放电过程中,伴随着锂离子的嵌入与脱出,电极也会相应地发生膨胀与收缩现象,而快充下电极材料的变形会明显加剧,更容易破坏电极结构。此外,大电流下电池工作温度也会明显升高,导致电极材料溶解速度加快,进一步消耗活性的锂离子。

这就像人吃饭一样,细嚼慢咽吃得慢,但对身体好。狼吞虎咽虽然吃得快,胃可能会不舒服。因此,有条件慢充的,尽量选择以慢充为主。建议将快充仅作为应急的手段,尽量避免连续多次快充。

误区三:长期停放,不及时充电

如果长时间不开车时,也不要让电池的电量过高或过低,且在停放期间内应至少每3个月充电一次,并保持50%以上的电量。这就像“节食”和“吃撑”对胃都不好一样,保持适度电量更有利于提高电池的健康度(SOH),从而延长电池寿命。


误区四:续航下降与电池品质相关

如果车主在用车前期发现电池容量衰减速度较快,不必感到惊慌,这是新能源车使用过程中的正常现象。事实上,在初始阶段电池衰减量相对明显,这是因为电池内化学反应生成的固态电解质界面膜(SEI)尚未达到稳定的状态。随着充电次数的增多,SEI逐渐趋于稳态,对活性物质的保护作用也越来越强,衰减速率也会越来越慢。

03

为什么要进行均衡充电

电池包通常由多个电芯串联而成,充电状态下,由于电芯的个体差异、温度差异等原因,最高单体电压达到充电截止电压时,最低单体电压未必达到满充状态,这会导致电池包无法充满。

为避免这种不平衡趋势的继续恶化,电池管理系统(BMS)通过把最高电压单体的电量转移出去(均衡放电),同时对最低电压单体额外进行充电(均衡充电),使各个电芯单体的电压达到基本一致,从而保证高压电池包的整体性能。

因此,为延长高压电池包使用寿命,须定期采用均衡充电方式对高压电池包进行“保养”。

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