直流快速充电真的对电动汽车的电池有害吗?我们请教了专家

确保电动汽车电池在最长时间内保持最佳状态的最佳实践是很常见的。其中最主要的是只将电动汽车充电至 80%。然而,另一个常见的想法是,一直对电动汽车进行直流快速充电会降低电池性能,从而影响续航里程。

由于续航里程已经成为电动汽车的一个问题,这一前景变得更加糟糕。考虑到电动汽车加油需要更长的时间,而且充电站比加油站少得多,续航里程焦虑是购买电动汽车的最大缺点之一。当您只将车辆充电至 80% 时,您只能获得制造商宣传的续航里程的五分之四。

但如果您不遵守这些规则怎么办?并不是每个人都能在家中安装电动汽车充电器,那些仍然想要电动汽车的人只能使用速度较慢的 2 级公共充电器或速度更快的直流快速充电器。一直使用这些直流快速充电器真的会影响电动汽车电池的健康吗?看一下。

什么是直流快充?

您家中的电源插座提供交流电 (AC),这主要是因为长期以来,交流电更容易长距离传输,而不会造成重大能量损失。当您将充电器插入家中的电源插座时,您正在为电动汽车提供交流电。 2 级充电站也是如此,它利用电网提供的交流电。

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只有一个问题。您的电动汽车使用的电力存储为直流 (DC) 电力。当您将交流电源插入车辆时,它必须将能量转换为可以存储并稍后使用的直流电。不过,有一种方法可以解决这个问题。直流充电站将电网的交流电转换为直流电,然后再发送到电动汽车,基本上绕过汽车中的车载电源转换器,直接为电池充电。这种充电方法通常称为 3 级充电或快速充电,虽然 1 级充电器的最大功率约为 1.8 千瓦, 2 级充电器的最大功率约为 20 千瓦,但大多数直流快速充电器目前的充电功率高达 350 千瓦,甚至更快直流快速充电技术即将问世。

为什么直流快速充电会降低电动汽车电池的性能?

那么,在保护电动汽车电池方面,更快充电本质上有什么坏处呢?嗯,本质上没什么,但更快的充电可能需要一些权衡。事实上,直流快速充电会产生更多热量,随着时间的推移,会加速电池组中电池的退化。

“在某些情况下,直流快速充电可能会缩短电动汽车的使用寿命,”电动汽车制造商Mullen Automotive首席执行官 David Michery 在接受 Digital Trends 采访时解释道。 “与交流充电(1-2 级)相比,直流快速充电的电流要高得多,会产生更多热量,并可能导致活性材料的动力学问题,从而导致电池更快退化。”

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然而,这似乎很大程度上是理论上的。不可否认,从长远来看,直流快速充电产生的额外热量会对电动汽车的电池产生科学影响。电动汽车现已上路相当长一段时间了,研究似乎表明直流快速充电对汽车电池的影响并不像以前想象的那么糟糕。然而,这可能更多地与电动汽车如何处理智能充电有关,而不是简单地使用一般的直流快速充电。

根据Recurrent 对 6,500 多辆特斯拉 Model 3 进行的一项研究,频繁的直流快速充电并没有像一些人之前假设的那么大的影响。该研究跟踪了经常进行直流快速充电(超过 70% 的时间)和很少使用直流快速充电(低于 30% 的时间)的特斯拉车辆,并指出电池退化的趋势实际上非常相似。值得注意的是,虽然 Recurrent 的研究包括 2012 年至 2023 年之间的车辆,但所研究的车辆中有 90% 是 2018 年或之后的车辆,57% 是 2021 年或之后的车辆。

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斯蒂芬·埃德尔斯坦/数字趋势

然而,很难回避科学。正如Qnovo首席执行官兼电池化学专家 Nadim Maluf 博士所解释的那样,直流快速充电时会对电池产生一些不同的物理影响。

“直流快速充电会给电池带来压力,并导致两种主要的退化机制加速:电极的结构材料降解和锂金属枝晶的形成,随着时间的推移可能会导致灾难性的故障,”马鲁夫说。

然而,它对电动汽车内置电池的影响程度并不像你根据网上所有对充电速度的担忧所想象的那么大。随着汽车变得越来越智能,汽车内置的计算机可以更好地调节电池充电速度以保持电池健康,它的影响也可能会越来越小。

如果您担心电池性能下降该怎么办

如果您认为有关直流快速充电如何影响电动汽车电池的数据有点模糊,那么您是对的。虽然很明显,随着时间的推移,直流快速充电可能不会对电池健康产生巨大影响,但它在较长时间内确实产生的最小影响还不清楚,而且可能要等到电动汽车上路行驶一段时间后才会变得更加清晰。更长。那么这就提出了一个问题:您应该怎样做才能确保您的电动汽车电池尽可能长时间地保持健康?

好消息是,您可以采取很多措施来保护电动汽车内的电池。坏消息是,这些事情会因多种因素而有很大差异。 Maluf 表示,影响电池健康的三个主要因素是:充电速度、最大充电状态和温度。

ChargePoint Home EV 充电器插入汽车。
充电点

“热是不好的(高于 95 华氏度)。非常冷也不好(低于冰点)。电池在 60 华氏度到 90 华氏度之间的温度最稳定。”Maluf 说道。 “运用你的最佳判断来优化这三个因素。在炎热的天气里,请勿充电至 80% 或更高,因为这会对电池造成压力。如果您计划长途公路旅行,请在前一天晚上天气凉爽时使用 2 级充电器(充电速度较慢)将车辆充电至 90% 甚至 100%。这将确保您的旅程拥有最大范围。”

这看起来可能很多。如果天气很冷,请限制充电。如果非常热,请限制充电。如果您使用直流快速充电,请限制充电。如果您不开车出行,请限制充电。

然而,所有这些都可以归结为基础。如果可以的话,请在家中使用 1 级或2 级充电速度充电,并将汽车在日常生活中的电量限制设置为 80%,或者如果您要进行公路旅行,则将其充满。并且,对温度做出最佳判断。要知道极冷和极热的温度都对电池不利,但除非您经常在极冷或极热的温度下充电,否则不必担心。毕竟,你还有地方可去。

值得庆幸的是,专家们一致认为,驾驶员不必一直担心如何以及何时为汽车充电。 “有时,在 1-3 的充电速度下充电到 100% 是完全没问题的,”Michery 说。 “总体而言,我们的目标是在日常充电和车辆行驶里程之间取得平衡,这反过来又将有利于持续的电池健康状况并延长整体电池寿命。

Autel 的二级电动汽车充电器安装在住宅中。
尼克·莫基/数字趋势

坏消息是,无论您做什么,电动汽车的电池都会随着时间的推移而退化。这只是科学,而且以当前的电池技术水平是不可能解决的。如果你年复一年地持有电动汽车,预计续航里程会稍微缩短。

电池和充电技术的未来

电动汽车制造商有动力致力于这一切。毕竟,他们知道里程焦虑是许多客户购买决定的一个重要因素,而且实际上,他们只是想卖出更多的汽车。在短期内,公司可能会实施更智能的系统,可以更好地管理输送到电池的电量,以保持电池的健康,即使这确实会以稍微降低充电速度为代价。

然而,从长远来看,有关充电速度的问题可能会完全消失。为什么?固态电池。 固态电池将在不久的将来开始应用于电动汽车,测试数据似乎表明它们比目前电动汽车中使用的锂离子电池更有弹性——更不用说它们的使用寿命更长了。范围意味着确实发生的退化不会那么有影响力。

同时,为了小心起见,请尽可能坚持级别 1 和级别 2。但要知道,直流快速充电并不像某些人想象的那么糟糕,而且您不必竭尽全力确保始终以较慢的速度充电,以免汽车的续航里程急剧下降。


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