Kuna elektrisõidukid (EV) muutuvad üha tavalisemaks, Kiire laadimistehnoloogia on muutnud EV omandiõiguse mugavust. Vähendatud laadimisaegadelt tundidelt vaid minutini ei ole autojuhid enam pikkade ooteperioodideni seotud. See kiire jõu täiendamine toob siiski kaasa olulise küsimuse: kuidas mõjutab kiire laadimine auto aku kestvust ja pikaealisust? Selles artiklis uurime kiire laadimise, selle põhimõtteid ja seda, kuidas see mõjutab EV akude pikaajalist tervist.
Mis on kiire laadimine ja kuidas see töötab?
Põhikontseptsiooni mõistmine
Kiire laadimine, tuntud ka kui alalisvoolu kiire laadimine või 3. taseme laadimine, on meetod suure võimsusega elektri tarnimiseks otse elektrisõiduki akule märkimisväärselt kiirendatud kiirusega. Traditsioonilised vahelduvvoolu laadijad (1. või 2. tase) muudavad elektrit ruudustikust DC -ks (alalisvool) autos. Seevastu kiired laadijad tarnivad DC -toite otse , möödudes sõiduki pardal olevast laadijast.
Laadimiskiiruse määrab peamiselt:
Laadija väljundvõimsus (mõõdetud kW -s),
Sõiduki akuhaldussüsteemi (BMS) maht,
Aku laadimisseisund (SOC) ja
Soojusregulatsioonisüsteemid on paigas.
Tavaliselt võib kiire laadija pakkuda energiat vahemikus 50 kW kuni 350 kW , võimaldades sõidukil laadida 20–80% kuni 20–40 minutit.
Kiire laadimise põhikomponendid
Protsess hõlmab mitut sünkroniseeritud komponenti:
Võimsuse muundamise üksus: teisendab AC ruudustikust alalisvooluks.
Jahutussüsteem: hoiab ära kiire ülekande ajal ülekuumenemise.
Suhtlusliides: võimaldab laadijal sõiduki BMS -iga energiaallikate edastamise üle läbirääkimisi pidada.
Ohutusprotokollid: kaitske sõidukit ja kasutajat kõrgepingetehingute ajal.
Kui Kiire laadimine pakub kiirust ja mugavust, need eelised on seotud aku elektriliste ja keemiliste kompromissidega-eriti liitium-ioonrakkudega . enamikus moodsates EVS-is kasutatavate
Kuidas mõjutab kiire laadimine aku keemiat?
Liitium-ioonaku käitumine kõrghesi laadimise ajal
Selleks, kui kiiresti laadimine mõjutab aku pikaealisust, on oluline mõista, mis toimub elektrokeemilisel tasandil . Liitium-ioonakud töötavad liitiumioonide liikumise kaudu anoodilt katoodile tühjenemise ajal ja vastupidises laadimise ajal. Kiire laadimise ajal kiirendatakse seda ioonide migratsiooni dramaatiliselt.
See kiiruse suurenemine võib põhjustada:
Liitiumplaatimine anoodil, kus liitium ladestub pigem metalli kui ioonidena.
Suurenenud sisemine takistus , mis viib soojuse genereerimiseni.
struktuuripinge . Elektroodimaterjalide
Aja jooksul aitavad need mõjud kaasa:
Vähendatud aku maht,
Tsükli vähenenud eluiga (täistasude arv enne jõudluse halvenemist),
Termilise põgenemise või rakkude lagunemise oht.
Kiire laadimise termilised mõjud
Voolu kiire voog tekitab märkimisväärset soojust, mis võib muuta aku keemiat, kui seda ei kontrollita. Kõrgenenud temperatuurid võivad:
Kiirendage elektrolüütide lagunemist,
Nõrgendage eraldaja membraan,
Paljastage aku termilise väsimuseni.
Akutootjad rakendavad nende mõju minimeerimiseks vedelaid või õhujahutussüsteeme , kuid sagedane kokkupuude kiire laadimisega suurendab kulumist, võrreldes aeglasemate meetoditega.
Võrdluslaud - kiire laadimine vs regulaarne laadimine
Visuaalselt aru saada, kuidas Kiire laadimine võrreldakse tavapärase laadimisega võtmemõõdikutes, vaadake allolevat tabelit:
| Parameetri |
kiire laadimine (DC) |
Regulaarne laadimine (AC) |
| Pinge |
400V - 800 V |
120 V–240 V |
| Laadimiskiirus (20–80%) |
20–40 minutit |
4–8 tundi |
| Aku halvenemise määr |
Kõrgem |
Madalam |
| Kuumuse genereerimine |
Kõrge |
Mõõdukas |
| Aku tsükli eluiga mõju |
Rohkem kulumist tsükli kohta |
Madalam kulumine tsükli kohta |
| Infrastruktuuri maksumus |
Kallis |
Taskukohane |
See võrdlus rõhutab, et kuigi kiire laadimine on väga mugav , on kaasas kompromiss-kiirendatud akumaterjalide lagunemine.
Akuhaldussüsteemid (BMS) ja kiire laadimine
BMS -i roll kahju leevendamisel
Kaasaegsed EV -d on varustatud intelligentsete akuhaldussüsteemidega, mis on loodud laadimistingimuste optimeerimiseks , kahjustuste vältimiseks ja aku tervise pikendamiseks. Hästi kavandatud BMS teostab reaalajas jälgimist:
Kiire laadimise ajal võib BMS:
Piirake praegust sisendit ülekuumenemise vältimiseks,
Lülitage aeglasemale laadimiskiirusele , kui on saavutatud 80% SOC,
Käivitage aktiivsed jahutusmehhanismid, kui rikutakse termilisi künniseid.
See intelligentne määrus vähendab lagunemise mõju raskust, kuid see ei suuda neid täielikult kõrvaldada . Seetõttu saavad isegi parimad BM -id leevendada , mitte täielikult neutraliseerida .korduva kiire laadimise varjuküljed ainult
Kuidas maksimeerida aku kestvust kiire laadimise kasutamisel
Praktilised näpunäited EV omanikele
Kui tuginete reisimise või mugavuse tõttu sageli kiirele laadimisele, kaaluge aku kaitsmiseks järgmisi tavasid:
Vältige 100% -list laenguseisundit sageli: 100% -lise laadimine suurendab regulaarselt stressi, eriti kiire laadimise korral. Peatage igapäevaseks kasutamiseks 80%.
Monitor aku temperatuur: kasutage oma EV rakendust või süsteemi armatuurlauda, et jälgida soojuse kogunemist ja võimaldada COOLDOWN intervalli.
Alternatiivsed laadimisrežiimid: aku stressi vähendamiseks kasutage igal võimalusel 1. või 2. taset.
Parkige jahedamates tingimustes pärast laadimist: akuelemendid säilitavad kuumuse; Parkimine varjus või garaažis aitab seda kiiremini hajutada.
Järgige tootja soovitusi: lugege alati oma sõiduki laadimisjuhiseid, kuna konstruktsioonid varieeruvad soojuse taluvuse ja laadimiskäitumise osas.
Nende harjumuste kaasamine võib vähendada kiire laadimise liitmõjusid, pikendades aku üldist eluiga.
Pikaajalised mõjud: millised uuringud ja reaalmaailma andmed ütlevad
Viimased uuringuuuringud ja laboratoorsed simulatsioonid on pakkunud väärtuslikku teavet kiire laadimise mõju kohta. Leiud näitavad:
Aku maht tuhmub 20–30% kiiremini , kui Kiire laadimine on esmane kasutatud meetod.
Kiire ja aeglase laadimise vahel vahelduvad sõidukid säilitavad kõrgemat tõhusust . pärast 100 000 miili
Kiire laadimine külmematel temperatuuridel suurendab liitiumiplaatimist, halvendades raku tervist.
See statistika viitab sellele, et kuigi kiire laadimine ei kahjusta olemuselt eraldatust, liigkasutamine ilma temperatuuri korraliku kontrolli ja laadimise distsipliini jõudluse olulist vähenemist aja jooksul. põhjustab
KKK - kiire laadimine ja aku pikaealisus
Q1: kas kiire laadimise kasutamine iga päev on sobilik?
V: Ehkki aeg -ajalt on kiire laadimine vastuvõetav, kiirendab igapäevane kasutamine lagunemist. Rutiinse laadimise jaoks on eelistatud 2. tase (AC).
Q2: kas kiire laadimine tühimiku aku garantiid?
V: Ei, kuid kuritarvitamise või tootja protokollide järgimata jätmise tõttu võib mõjutada garantiinõudeid.
3. küsimus: kuidas ma saan öelda, kas kiire laadimine mõjutab mu akut?
V: Märgid hõlmavad vähendatud vahemikku, aja jooksul aeglasemat laadimist ja sagedamini aku jahutamise aktiveerimist.
Q4: Kas ma saan ikkagi pikkadel reisidel kiiret laadimist kasutada?
V: Absoluutselt. Kiire laadimine on ideaalne pikkade reiside jaoks, kus aeg on kriitiline. Vältige lihtsalt oma peamise laadimismeetodi muutmist.
Q5: Milline on ideaalne laadimisprotsent pikaealisuse jaoks?
V: Magus koht on tavaliselt vahemikus 20–80% . Vältige sügavaid tühjendusi ja täielikke tasusid, kui see pole vajalik.
Järeldus
Kiire laadimine on EV infrastruktuuri üks olulisemaid edusamme, muutes elektrisõidukite omandiõiguse elujõulisemaks ja mugavamaks. Nagu iga suure jõudlusega lahendus, on ka sellega kompromissid. Korduv, kontrollimatu kiire laadimine võib lühendada aku kestvust, vähendada sõidukite ulatust ja suurendada aja jooksul hoolduskulusid.
Mõistes kiire laadimise põhimõtteid , tuvastades keemilise mõju liitium-ioonrakkudele ja kasutades nutikaid laadimisharjumusi , saavad EV omanikud saavutada tasakaalustatud lähenemisviisi. Võti seisneb strateegilises kasutamises - vajadusel kiire laadimise võimendamine, kuid mitte liiga palju.
Kuna akutehnoloogia areneb jätkuvalt-koos tahkispatareide edusammudega, täiustatud soojusregulatsiooni ja kiiremini, kuid samas ohutumaid laadimisprotokolle-võib tulevik näha, et see kompromiss on märkimisväärselt kitsenenud. Praegu on teadmised ja teadlik kasutamine teie parimad tööriistad aku tervise maksimeerimiseks kiire elektrifitseerimise ajastul.
