电车快充时发热是由多种因素共同作用导致的,主要包括以下几个方面:
电池本身特性
- 内部化学反应:快充时,大量电流流入电池,电池内部的化学反应速率加快。锂离子在正负极之间快速嵌入和脱出,这一过程中,除了发生正常的电化学反应外,还会伴随一些副反应,这些反应会产生热量。
- 极化现象:充电过程中,电池会出现极化现象,即电极电位偏离其平衡电位。快充时电流大,极化程度更严重,会导致电池内部电阻增加,根据焦耳定律(其中为热量,为电流,为电阻,为时间),电阻增大就会产生更多的热量。
充电设备方面
- 功率转换损耗:快充设备需要将电网的交流电转换为适合电池充电的直流电,在这个功率转换过程中,电源模块中的电子元件,如变压器、整流器等,不可能达到100%的转换效率,一部分电能会转化为热能,使得充电设备本身发热,进而也会使充电线和连接部位等产生一定热量。
- 大电流传输:快充意味着要传输更大的电流,根据焦耳定律,电流越大,在充电线路和充电接口等部位产生的热量就越多。而且,大电流通过时,线路和接口的电阻也会因为电流的热效应而有所增加,进一步加剧发热现象。
散热条件限制
- 车辆结构设计:电车的电池组通常安装在车辆底部或其他相对紧凑的空间内,在快充过程中,电池产生的大量热量需要通过散热系统散发出去。但由于车辆空间有限,散热系统的设计和布局可能存在一定的局限性,导致散热效果不够理想,热量不能及时有效地散发到车外,从而使电池和充电系统的温度升高。
- 环境温度影响:如果外界环境温度较高,会使电池和充电设备的散热难度加大。当环境温度与电池、充电设备的温差较小时,热量散发的速度会变慢,就更容易出现过热的情况。
其他因素
- 电池老化:随着使用时间和充电次数的增加,电池内部的化学物质会逐渐发生变化,电池的性能会下降,内阻会增大。内阻增大后,在充电过程中产生的热量会更多,尤其是在快充时,这种现象会更加明显。
- 充电策略:一些快充策略为了追求快速充电,可能会在一定程度上牺牲电池的发热情况。例如,采用较大的充电电流和较高的充电电压,虽然可以缩短充电时间,但也会导致电池和充电设备产生更多的热量。