網(wǎng)友問題:
電池快充的原理是什么?
網(wǎng)友回答:
電動汽車的電池快充,是有一套完善的標(biāo)準(zhǔn)的,并不是隨隨便便就直接給電池充電(如果大家隨便用電、接線來進(jìn)行充電,通用性差不說,還存在比較大的風(fēng)險(xiǎn)),目前我國的電動汽車的充電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示,是國標(biāo)的GBT 18487、GBT 20234以及 GBT 27930。
中國所有的電動車,都需要按照圖中所示的國標(biāo)要求,進(jìn)行充電協(xié)議方面的設(shè)計(jì)(其實(shí)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),在2011年有過第一版,圖片展示的是2015年發(fā)布的第二版國標(biāo))。
當(dāng)然,上述標(biāo)準(zhǔn)中包括了快充和慢充,應(yīng)題主的要求,今天只回答電池快充的原理。下面展示一部分和快充原理相關(guān)的東西:吶,下面這幅圖呢,就是快充的原理電路結(jié)構(gòu)圖了。就不展開詳細(xì)講了,大概意思就是,規(guī)定了快充樁內(nèi)部電路和車輛端的內(nèi)部電路,及其連接方式 (不做過多的詳細(xì)解釋,要細(xì)說能說上一整天啊……捂臉,可以自己查查國標(biāo)文檔去)
嗯,下面這兩幅圖呢,就是快充的接口造型結(jié)構(gòu)圖了。包括了 充電槍的接口(插頭端),和車輛端(插座端)的插座接口圖(也不詳細(xì)描述了,看圖看圖,要說也能說很久……)
再上兩張實(shí)物圖,左圖是國標(biāo)的快充接口。右圖是特斯拉中國版的充電接口,美國車要在中國使用快充,得改成中國的國標(biāo)接口…由于特斯拉的快充和慢充的充電口是在一起的,到中國后,要適應(yīng)中國的標(biāo)準(zhǔn),不得不把充電口區(qū)分出快充和慢充。因?yàn)樵O(shè)計(jì)空間已經(jīng)不足,特斯拉只能在原來充電口的位置旁新增一個(gè)中國國標(biāo)接口,導(dǎo)致了不少問題,比如充電時(shí)另一個(gè)口裸露,還有就是防水幾乎完全沒有…
最后再介紹一下充電時(shí)序流程控制圖,參考下面幾張從簡單到復(fù)雜的幾張流程圖,我們可以大致了解整個(gè)控制流程的方案。不要認(rèn)為這是機(jī)密,因?yàn)槿袊a(chǎn)的電動汽車和快充樁都是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的流程去設(shè)計(jì)開發(fā)的。畢竟中國那么多電動車廠家,如果沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),那么多的電動車和充電樁怎么相互通用匹配嘛。當(dāng)然,細(xì)節(jié)方面,各廠家還是會有一點(diǎn)點(diǎn)差異,比如絕緣檢測時(shí)間、等待反饋周期等,這些在國標(biāo)的文件里都會有一定的余量。
OK,實(shí)物插頭插座、充電電路、充電控制時(shí)序,三個(gè)部分都湊齊了,我們就可以開始正式充電了。進(jìn)入到充電這個(gè)過程的時(shí)候,就開始考驗(yàn)廠家的業(yè)務(wù)水平了,什么30min充電80%啊,最大200A充電啊,超級充電啊等等。
要指出的是,這里的業(yè)務(wù)水平,不僅僅是指整車廠,還有充電樁廠家。充電效率這件事,需要雙方配合,才能達(dá)到最完美的結(jié)果。
從車輛方面來說,快充有多完美,取決于電池和電池管理系統(tǒng)(以下簡稱BMS)。當(dāng)然,本質(zhì)上還是電芯的能力,電芯的材料、容量、溫升等性能,再結(jié)合電池包的結(jié)構(gòu)(影響電芯數(shù)量,散熱等)。BMS根據(jù)電芯狀態(tài)及電池包結(jié)構(gòu)等特性,計(jì)算出電池的充電需求,并把這些需求發(fā)送給充電樁(以下簡稱CHM)。這些需求,也是有固定的一些報(bào)文的,參考國標(biāo) GBT 27930(微笑),主要包含充電功率,電壓,電流,還包括一些監(jiān)控的信號,比如溫度,單體電壓,絕緣阻值等等……以保證整個(gè)充電過程處于可監(jiān)控的狀態(tài)。
從充電樁方面來說,快充有多完美,取決于充電樁的輸出能力。我們繼續(xù)上面的描述,CHM收到BMS發(fā)送的充電需求之后,是否能滿足BMS的需求。比如說,BMS發(fā)送充電功率是100kw,而充電樁的最大輸出能力才60kw,不好意思,那么呈現(xiàn)出來的充電功率最多只能是60kw,這也就是經(jīng)常市場上出現(xiàn)的一種情況:
“明明廠家告訴我30min可以充滿,這都充了1小時(shí)了還沒到80%…”
其實(shí),車有這個(gè)能力,樁卻支持不了啊。更何況市面上很多充電樁都是早期的快充樁,設(shè)計(jì)能力甚至比60kw還要小,所以,目前各大充電樁廠家(如果沒有倒閉的話)也都在做充電樁升級的工作,以適應(yīng)發(fā)展越來越迅猛的新能源汽車市場。