快充對日產(chǎn)Leaf電池和續(xù)航里程的影響

美國DOE曾對2012版的日產(chǎn)Leaf做過一個長達(dá)250天之久的快充對比測試，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(jié)果供大家參考。

2012 MY Leaf電池系統(tǒng)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

為便于對比，DOD共選用了4輛車，其中兩款車進(jìn)行快充（50kW，120Ah），兩款車使用Leaf車載充電機(jī)進(jìn)行AC L2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(jìn)行測量一次，5完英里（8萬公里）后再進(jìn)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(shù)據(jù)包括：車速、電池包電流、電壓、溫度、SOC等。

測試的地點(diǎn)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(nèi)的空調(diào)自動開啟（車內(nèi)溫度設(shè)定在72°F，22℃）。

Leaf 50kW的快充過程，快充在1725秒后會自動結(jié)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(jī)進(jìn)行充電。

對于每一天快充車輛和正常充電車輛電流與溫度的統(tǒng)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(tài)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(nèi)兩組車輛電池包的溫度對比分析如下圖，對于每次車輛啟動前，直流快充（DCFC）的車輛在早上出發(fā)時，電池包的溫度平均比AC L2充電電池包高2.1℃，表明快充對電芯溫度的提升，散去還是需要相當(dāng)?shù)臅r間。不過，相比外界環(huán)境的高溫，這個溫差影響不大。

對于電量耗盡，每次進(jìn)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(jìn)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(dāng)電池包充電結(jié)束，兩組車輛電池包的溫度統(tǒng)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℃，AC L2的電池包平均溫升2.9℃，充電結(jié)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(jìn)行統(tǒng)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(jìn)行測定，對比圖如下?？梢钥闯觯?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(huán)）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(dá)到3.2kWh，5萬英里行駛里程時，容量衰減平均達(dá)到6kWh以上。

續(xù)航里程：

45MPH（72km/h）等速測試的續(xù)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(xù)航里程都呈現(xiàn)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(jìn)一步對比不同條件下的容量測試，實(shí)驗(yàn)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(dāng)提示還剩下5英里續(xù)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(xù)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(xù)航里程衰減的影響，相對充放電循環(huán)次數(shù)、日歷時間的整體影響，要小得多，不是一個主導(dǎo)因素。