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    快充对日产Leaf电池和续航里程的影响

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  •   美国DOE曾对2012版的日产Leaf做过一个长达250天之久的快充比较测试,以分析快充对整车性能和电池的影响,这里整理一些有意义的结果供大家参考。

      2012MYLeaf电池系统的基本信息如下:

      24kWh,66.2Ah,360V

      192个电芯,96s2p,48个模组,2p2s/模组

      电芯类型LMO

      为便于比较,DOD共选用了4辆车,其中两款车进行快充(50kW,120Ah),两款车使用Leaf车载充电机进行ACL2充电(3.3kW),二者的充电曲线图见下。车辆的性能在开始测试前进行测量一次,5完英里(8万公里)后再进行测试一次;电池性能的测试每隔1万英里(1.6万公里)测试一次。整个研究过程,收集分析的数据包括:车速、电池包电流、电压、温度、SOC等。

      测试的地点在美国亚利桑那州的Phoenix,气侯炎热,Leaf车辆在此地的使用多次因寿命衰减遭投诉,所有的测试过程,车内的空调自动开启(车内温度设定在72°F,22℃)。

      Leaf50kW的快充过程,快充在1725秒后会自动结束,然后再开始另一次充电直到电池完全充电。

      利用Leaf车载3.3kW充电机进行充电。

      关于每一天快充车辆和正常充电车辆电流与温度的统计图如下,可以看出电流的变化基本是一致,说明车辆的行驶等状态两组车辆相近;直流快充的车辆温度变化更剧烈。

      电池包的温度:

      对250天内两组车辆电池包的温度比较分析如下图,关于每次车辆启动前,直流快充(DCFC)的车辆在早上出发时,电池包的温度平均比ACL2充电电池包高2.1℃,表明快充对电芯温度的提升,散去还是要相当的时间。不过,相比外界环境的高温,这个温差影响不大。

      关于电量耗尽,每次进行充电前的电池包温度如下图,可知,直流快充(DCFC)的车辆与ACL2的车辆温差进一步减少。在行驶的过程中,直流快充(DCFC)车辆电池包温度平均冷却了1.1℃,ACL2车辆的电池包平均冷却了0.4℃,因此,在车辆行驶过程中,DCFC的车辆电池包温度平均比ACL2电池包温度高1.4℃,基本可以忽略不计。

      当电池包充电结束,两组车辆电池包的温度统计如下图所示,可以看出,电池包温度平均都有上升;直流快充(DCFC)的电池包平均温度升高6.5℃,ACL2的电池包平均温升2.9℃,充电结束时的温度平均差4.9℃。

      对整个测试过程中,两组电池包的温度进行统计分布,显示如下,可以看出,车辆95%的时间(包括行驶,充电,静止)电池包的温度不会超过46℃。

      电池包的容量:

      在每1万英里后,分别对4辆测试车辆的电池包容量进行测定,比较图如下。可以看出,4辆车在起始,以及前2万英里的容量基本一致,从第3万英里开始,直流快充DCFC的车辆容量衰减明显大于ACL2车辆,平均在0.5kWh。不过,这种衰减的差役相比车辆自身因行驶里程(充放电循环)和日历时间带来的容量衰减要小的多,在3万英里行驶里程时,容量衰减平均达到3.2kWh,5万英里行驶里程时,容量衰减平均达到6kWh以上。

      续航里程:

      45MPH(72km/h)等速测试的续航里程与容量如下表所示,4辆车在5万英里(8万公里)后,续航里程都呈现的较大程度的衰减,直流快充平均下降30%,ACL2车辆美元下降21.5%。同比,容量衰减也是很大的比例。

      进一步比较不同条件下的容量测试,实验室为C/3测试条件,Track测试为等速测试,直到不能维持车辆的速度(最大限度的利用电量),Road测试为正常的行驶,从满电开始,当提示还剩下5英里续航电量时停止(有一部分电没有利用)。

      综合以上可以看出:(1)快充会使电池包的温度平均比正常慢充的高3-4℃左右;(2)快充会加速电池的衰减,续航里程也会比正常慢充的车辆衰减的快;(3)快充对容量衰减、续航里程衰减的影响,相对充放电循环次数、日历时间的整体影响,要小得多,不是一个主导因素。

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