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简述锂电池快速充电

2021-04-26 ryder

我们讨论快充,笔直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ModelS85D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,关于长续航纯电动车型,1.6C或者说30分钟洋溢80%已经对充电桩构成考验。


在国家标准中,不准许在原来的居民用电网络中笔直笔直设置充电站。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新增更多的10kV变电站。


然后说道电池。电池是不是能够承载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。


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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,是因为笔直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办法。


1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,要留意的是,这个理论是针对铅酸电池提出的,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出现,显然这个条件与详尽的反应类型有关。


但系统存在最优解的思想,却是放之四海而皆准的。


详尽到锂电池,界定其最大可接受电流的边界条件可以重新含义。


基于一些研究文献的结论,其最优值依然是类似马斯定律的曲线趋势。


值得留意的是,锂电池的最大可接受充电电流的边界条件,除了要考虑锂电池单体的因素,还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持续向下讨论。


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。


现阶段对电池充电办法的研究紧要是基于最佳充电曲线来开展的。


倘若充电电流超过这条最佳充电曲线,不但不能提高充电速率,而且会新增电池的析气量;

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