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锂离子电池快速充电方法 链接：/tech/131415.html 来源：电动知家 锂离子电池快速充电方法 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 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。 锂离子电池快速充电方法 链接：/tech/131415.html 来源：电动知家 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