为什么快充通常只充电到80%而非满电?

汽车   2024-12-25 21:38   北京  


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相信许多人都已留意到,众多车企在推介新能源汽车充电效率时,常常会采用“快充模式下,30%至80%电量仅需30分钟”这样的宣传语,如下图所示。

同样,不少纯电动汽车的车主也会发现,在使用快充为电动汽车充电时,初期的充电速度相当可观,但一旦电量接近80%,电池的充电速度便会显著放缓。甚至有人统计,最后的20%电量所需充电时间,几乎与先前80%的充电时间相当。

这一做法背后蕴含着多重考量,首要目的便是提升安全性,并有效延长动力电池的使用寿命。

首先是安全性方面考虑

依据“功率等于电压乘以电流”的基本原理,若想迅速充满电池包,主要可通过两种途径实现:提升电压或增大电流。然而,鉴于高电压快充潜在的安全隐患较大,当前绝大多数大功率快充系统均选择采用大电流方式。但在充电过程中,若持续采用大电流,极易导致动力电池过充与过热,进而可能引发电气线路短路、过载、插接件接触电阻增大、元器件高温等一系列问题,最终可能导致电动汽车起火。

关于此问题,有一个生动的比喻:电池包由众多电芯组成,若将电芯比作水桶,则电池包内便如同拥有众多水桶。为电池包充电,就相当于为所有水桶注水。若水管较粗、放水速度较快,水桶的蓄水速度自然也快。但当水桶即将注满时,若水流依然过大,则关水时机难以掌控,容易出现溢出。若单个水桶都难以控制,那么成百上千个水桶放在一起更是难以管理。因此,当水量达到80%时,水龙头便会逐渐转为细流,甚至以水滴形式继续注水,直至加满。此时,装满的速度自然会慢很多。

因此,在实际设计中,为防止长时间大电流充电导致的过热问题,当动力电池容量充至80%时,BMS(电池管理系统)便会介入,切换至恒压充电模式,并降低充电电流。此时,充电速度会明显放缓,如下图所示。这一设计的主要目的,便是防止动力电池因过充、过热等而引发安全风险。

其次是电池包的寿命考虑

电池充电本质上是一种化学反应。在充电过程中,电池内部的锂离子从正极脱嵌后,经过电解质穿越电池隔膜并嵌入负极,使附近区域呈现富锂状态。而充电电流越大,锂离子的移动速度越快,电池的温升也越高。因此,在使用快充时,电池内部的锂离子可能无法顺利嵌入负极,导致析锂现象。长时间析锂会使得锂离子凝聚形成锂枝晶,进而降低电池容量,缩短电池的使用寿命。

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