研究显示快速充电电动汽车有危险

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加州大学河滨分校的一项新研究证明了快速充电产生的热量是如何严重损害电动汽车电池的。

充电快
一款锂离子电动汽车电池在按照行业标准快速充电后开裂。(来源:奥兹坎实验室/UCR)

加州大学河滨分校(UC Riverside)的工程师们对松下NCR 18650B圆柱形锂离子电池进行了实验,这种电池与特斯拉汽车中使用的锂离子电池类似。他们使用与美国高速公路上部署的相同的行业快速充电方法,发现仅经过40次循环后,电池的容量仅为原始容量的60%。

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“工业快速充电会对锂离子电池的寿命产生不利影响,因为电池内阻增加,进而导致发热,”该研究的合著者、加州大学洛杉矶分校的博士生坦纳·泽林说。发表在能量储存

在充电60次后,这种工业方法的电池外壳破裂,使电极和电解质暴露在空气中,增加了火灾或爆炸的风险。60摄氏度/140华氏度的高温加速了损害和风险。

“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问题,特别是考虑到特斯拉Model S有7104块锂离子电池,特斯拉Model 3有4416块锂离子电池,”UCR电气和计算机工程教授Mihri Ozkan说。

为了抵消这种类型的快速充电造成的损害,研究人员开发了自己的快速充电算法,该算法可以监测和适应电池的内阻。与行业标准的快速充电相比,这大大减少了电池的退化。使用工业方法充电的电池在充电25次后容量下降到80%,而内阻方法充电的电池在充电36次后才达到这一水平。更重要的是,这种技术没有导致使用现有快速充电方法所看到的灾难性故障。

UCR机械工程教授Cengiz Ozkan说:“我们的替代自适应快速充电算法减少了容量衰退,消除了商用电池的断裂和成分变化。”

研究人员已经申请了自适应内阻快速充电算法的专利,可以由电池和汽车制造商授权使用。