【總工札記】Model 3和ES6、EU7如何“超低溫”充電？
2020-03-16 09:06:53 閱讀：21
摘要特斯拉選擇了專用的充電網絡和兼容的充電網絡兩個不同的方案，可以根據快充樁的高功率把電芯的溫度拉更高，然後實現更高功率充電。
【文/汽車電子設計 朱玉龍】未來充電樁普遍升級到150kW&350kW以後，在低溫充電領域，還存在一些問題迫切要解決。
先看一組實驗數據，其中有兩個渠道（兩組數據來源），汽研北京分院發佈了報告《低溫環境下新能源汽車動力電池新能之冷熱車充電對比 EU7》《低溫環境下新能源汽車動力電池新能之冷熱車充電之Tesla&NIO》。同時在汽車之家和其他媒體報道里面，有《傲雪凌霜真英雄 冬季實驗室第二季完結-充電篇—EU7、宋Pro EV、Model 3、威馬EX5等》，出來的結果如下：
圖1 汽研院的報告數據摘錄
備註：這個特斯拉的圖上沒電芯溫度，按照下面的媒體對照，這個溫度是穩定在25度。
實際上，這次實驗涵蓋的車型比較多，主要的50kwh、60kwh和80kWh都拿過來測試了。基本的實驗結果如下，這裡的數據測試條件是：冷車充電是將車輛在室外靜置一夜（環境溫度為-9℃），第二天凌晨進行充電。熱車充電則是在車輛行駛距離超過200km之後，電池處於溫度相對較高的狀態下進行充電。
實際上的問題，國內大部分的電芯都是基於方殼電芯，比如幾何A、GS3、EX5都是使用和EU7同樣的電芯，差異主要集中在加熱系統的差異。而Model 3作為對照組有一些問題：
表1 媒體報道冷熱車充電功率和時間綜述
特斯拉選擇了專用的充電網絡和兼容的充電網絡兩個不同的方案，在前者配置了自己的專有協議，也就是說在自己的CAN通信下面，可以根據快充樁的高功率把電芯的溫度拉更高，然後實現更高功率充電，而基於國標的兼容系統，則把電芯的溫度考慮保持在25度降級使用。
表2 3款車的電池配置
在當前的測試過程中，特斯拉Model 3的動力電池恆溫在25℃，而正常在Super charging 充電樁上面，Model 3的充電功率提升是在電芯溫度達到26度以後，然後電池的溫度持續上升，達到49度，在前後這段時間電池冷卻系統開始啟動。從這個圖裡面，我們可以Model3裡面對於快充的功率是建立在較高的溫度提升上面的。
圖2 在兼容樁和Super Charging 充電樁上的差異
在Bjørn Nyland做了一些實驗，在持續的直流充電過程中，電芯在快充產熱，在一定的溫度範圍內之內，前後兩個電機的溫度不斷提升，不斷產生熱量加熱電池。這個實驗是在Ionity的350kW的快充樁上做的，所以最高的Model 3的功率可以達到近200kW，電芯的溫度一直在提升，到峰值的54度。
圖3 電芯溫度快速提升以後，快充功率也在快速提升
25度下1C充電DCR是這個數據，把溫度拉上去以後，可以把內阻進一步下降，這個阻抗的問題，我們明天可以重點來談一下。
表3 特斯拉的1C充電內阻
我個人覺得，在定點的冷車其實是沒有意義的，因為沒有車主一發車就去充電，特別是充電功率提高以後，這裡有個幾個關鍵變量，SOC、電芯溫度和車主達到充電樁的里程，我們需要智能化平衡這個數據，給出一個組合效果，合理的利用電池加溫的功能，把溫度拉高然後快充。真正對決的，是電芯在25-40度的充電功率，而輔助的就是把電池溫度快速拉到這個最快的區間所耗費的能量和時間。
小結：我仔細把這些報告讀了一遍，把各個電流曲線讀了下，其實可以和我們已知的充電不同SOC和溫度的功率圖譜進行比對。反正這個實驗報告給出來的結果，並不反映真實的情況，有點誤導的意思。等你把車放歐洲去，在150kW的充電樁上看看，就有很大的差距了，之前往高能量和高里程發展，後續快速速度30%-80%的時間勢必是一個核心考量因素。
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