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快充對日產Leaf電池和續航里程的影響

鉅大LARGE  |  點擊量:1057次  |  2020年03月05日  

美國DOE曾對2012版的日產Leaf做過一個長達250天之久的快充比較測試,以分析快充對整車性能和電池的影響,這里整理一些有意義的結果供大家參考。


2012MYLeaf電池系統的基本信息如下:


24kWh,66.2Ah,360V


192個電芯,96s2p,48個模組,2p2s/模組


電芯類型LMO


為便于比較,DOD共選用了4輛車,其中兩款車進行快充(50kW,120Ah),兩款車使用Leaf車載充電機進行ACL2充電(3.3kW),二者的充電曲線圖見下。車輛的性能在開始測試前進行測量一次,5完英里(8萬公里)后再進行測試一次;電池性能的測試每隔1萬英里(1.6萬公里)測試一次。整個研究過程,收集分析的數據包括:車速、電池包電流、電壓、溫度、SOC等。


測試的地點在美國亞利桑那州的Phoenix,氣侯炎熱,Leaf車輛在此地的使用多次因壽命衰減遭投訴,所有的測試過程,車內的空調自動開啟(車內溫度設定在72°F,22℃)。


Leaf50kW的快充過程,快充在1725秒后會自動結束,然后再開始另一次充電直到電池完全充電。


利用Leaf車載3.3kW充電機進行充電。


關于每一天快充車輛和正常充電車輛電流與溫度的統計圖如下,可以看出電流的變化基本是一致,說明車輛的行駛等狀態兩組車輛相近;直流快充的車輛溫度變化更劇烈。


電池包的溫度:


對250天內兩組車輛電池包的溫度比較分析如下圖,關于每次車輛啟動前,直流快充(DCFC)的車輛在早上出發時,電池包的溫度平均比ACL2充電電池包高2.1℃,表明快充對電芯溫度的提升,散去還是要相當的時間。不過,相比外界環境的高溫,這個溫差影響不大。


關于電量耗盡,每次進行充電前的電池包溫度如下圖,可知,直流快充(DCFC)的車輛與ACL2的車輛溫差進一步減少。在行駛的過程中,直流快充(DCFC)車輛電池包溫度平均冷卻了1.1℃,ACL2車輛的電池包平均冷卻了0.4℃,因此,在車輛行駛過程中,DCFC的車輛電池包溫度平均比ACL2電池包溫度高1.4℃,基本可以忽略不計。


當電池包充電結束,兩組車輛電池包的溫度統計如下圖所示,可以看出,電池包溫度平均都有上升;直流快充(DCFC)的電池包平均溫度升高6.5℃,ACL2的電池包平均溫升2.9℃,充電結束時的溫度平均差4.9℃。


對整個測試過程中,兩組電池包的溫度進行統計分布,顯示如下,可以看出,車輛95%的時間(包括行駛,充電,靜止)電池包的溫度不會超過46℃。


電池包的容量:


在每1萬英里后,分別對4輛測試車輛的電池包容量進行測定,比較圖如下。可以看出,4輛車在起始,以及前2萬英里的容量基本一致,從第3萬英里開始,直流快充DCFC的車輛容量衰減明顯大于ACL2車輛,平均在0.5kWh。不過,這種衰減的差役相比車輛自身因行駛里程(充放電循環)和日歷時間帶來的容量衰減要小的多,在3萬英里行駛里程時,容量衰減平均達到3.2kWh,5萬英里行駛里程時,容量衰減平均達到6kWh以上。


續航里程:


45MPH(72km/h)等速測試的續航里程與容量如下表所示,4輛車在5萬英里(8萬公里)后,續航里程都呈現的較大程度的衰減,直流快充平均下降30%,ACL2車輛美元下降21.5%。同比,容量衰減也是很大的比例。


進一步比較不同條件下的容量測試,實驗室為C/3測試條件,Track測試為等速測試,直到不能維持車輛的速度(最大限度的利用電量),Road測試為正常的行駛,從滿電開始,當提示還剩下5英里續航電量時停止(有一部分電沒有利用)。


綜合以上可以看出:(1)快充會使電池包的溫度平均比正常慢充的高3-4℃左右;(2)快充會加速電池的衰減,續航里程也會比正常慢充的車輛衰減的快;(3)快充對容量衰減、續航里程衰減的影響,相對充放電循環次數、日歷時間的整體影響,要小得多,不是一個主導因素。


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