快速充电会损坏电动汽车的电池

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的工程师们在《储能》(Energy storage)杂志上发表的一项新研究报告中写道,商业快速充电站会让电动汽车的电池处于高温和

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的工程师们在《储能》(Energy storage)杂志上发表的一项新研究报告中写道,商业快速充电站会让电动汽车的电池处于高温和高电阻的环境中,这些环境会导致电池破裂、泄漏并失去存储容量。为了解决这一问题,研究人员开发了一种在较低温度下充电的方法,从而降低了灾难性损害和存储容量损失的风险。

Mihri Ozkan,电气和计算机工程教授和伊特Ozkan机械工程教授Marlan和迷迭香伯恩斯工程学院的领导一个充电一组放电松下NCR 18650 b圆柱形锂离子电池,发现在特斯拉汽车,使用相同的行业快速充电器充电快方法发现沿着高速公路。

他们还使用了一种基于电池内阻的快速充电算法,这种算法会干扰电子的流动。电池的内阻随着温度、充电状态、电池寿命等因素的变化而变化。高内阻会导致充电过程中出现问题。

UC Riverside电池团队充电方式是一个自适应系统,通过检查电池充电时的内阻来学习电池。当内部电阻起作用时,它就会停止工作,以消除充电容量的损失。

在前13个充电周期中,两种充电技术的电池存储容量保持相似。然而,在那之后,行业快速充电技术导致容量衰减得更快——40次充电后,电池只能保持60%的存储容量。采用内阻充电方式充电的电池在第40个循环后仍能保持80%以上的容量。

在80%的容量下,可充电锂离子电池已经达到了大多数用途的使用寿命。采用工业快充法充电的电池在25次充电后达到这一状态,而内阻法电池在36次充电后达到这一状态。

“工业快速充电会对锂离子电池的寿命产生负面影响,因为电池的内阻会增加,这反过来又会导致热量的产生,”该研究的合著者、博士生坦纳·泽林(Tanner Zerrin)说。

更糟糕的是,在60次充电后,工业方法的电池外壳破裂,电极和电解质暴露在空气中,增加了着火或爆炸的风险。60摄氏度/140华氏度的高温加速了损害和风险。

米赫里·奥兹坎说:“容量损失、内部化学和机械损伤,以及每个电池的高温都是主要的安全隐患,尤其是考虑到特斯拉S型和特斯拉3型分别有7104块和4416块锂离子电池。”

内阻充电导致更低的温度和没有损害。

Cengiz Ozkan说:“我们的替代自适应快速充电算法减少了容量衰减,消除了商用电池的裂缝和成分变化。”

博士生、论文合著者Bo Dong说:“提出的自适应快速充电为电动汽车快速充电技术的设计提供了一个新的视角,该技术具有更好的安全性能和更长的电池寿命。”

研究人员已经为自适应内阻快速充电算法申请了专利,该算法可能会得到电池和汽车制造商的许可。与此同时,UCR电池团队建议尽量减少商用快速充电器的使用,在电池完全耗尽之前进行充电,并防止过度充电。

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