Descifrando la tecnología de carga rápida inteligente: mejorando la eficiencia de carga y la duración de la batería

Tomando como ejemplo los datos de la pila de carga Xingxing, la curva de carga es la siguiente:

Etapa 0 %-50 %: la actividad de la batería aumenta gradualmente, la potencia de carga aumenta rápidamente y la velocidad es la más rápida;

Etapa 50 %-80 %: para evitar el sobrecalentamiento o la sobretensión de la batería, el BMS (sistema de gestión de la batería) reduce gradualmente la corriente y la potencia disminuye lentamente;

Etapa superior al 80 %: entra en "carga de mantenimiento" y equilibra el voltaje de la celda de la batería con una pequeña corriente para proteger su vida útil.

Durante los primeros 20 minutos de carga, la batería se precalienta, la actividad y la potencia de carga aumentan. Cuando el SOC alcanza aproximadamente el 50 %, la potencia comienza a disminuir; cuando alcanza el 80 %, la velocidad se reduce aún más y entra en la fase de carga lenta.

Tomemos como ejemplo los dos modelos con la mayor velocidad de carga en 2023:

Modelo A: Carga del 30 % al 80 % en 21 minutos, del 80 % al 100 % en 19 minutos;

Modelo B: Carga del 30 % al 80 % en 30 minutos, del 80 % al 100 % en 21 minutos.

Esta es una de las razones principales por las que se necesita la tecnología de carga rápida inteligente.

Además, con la adopción generalizada del enchufe para vehículos eléctricos tipo 2 (enchufe de CA estándar europeo) en el mercado europeo, la tecnología de carga eficiente e inteligente se está convirtiendo en la prioridad de las principales empresas automovilísticas y proveedores de equipos de carga. El enchufe EV Tipo 2 se ha convertido en la interfaz de carga de CA más popular a nivel mundial gracias a su sólida compatibilidad, mayor potencia, seguridad y fiabilidad.

2. Análisis del proceso de carga y descarga de baterías de litio

2.1 Estructura de la batería de litio

La estructura interna de una batería de litio (por ejemplo, una batería cilíndrica) tiene forma de sándwich y consta de un electrodo positivo, un electrodo negativo y un electrolito en el centro. El proceso de carga y descarga consiste en el movimiento repetido de los iones de litio entre los electrodos positivo y negativo a través del electrolito.

Placa positiva: óxido metálico de aluminio de alta pureza;

Placa negativa: grafito estratificado;

Separador: evita cortocircuitos causados ​​por el contacto directo entre electrodos y facilita la penetración de los iones de litio;

Electrolito: permite la libre circulación de los iones de litio.

2.2 Clasificación de las baterías de litio

Según los diferentes materiales del electrodo positivo, las baterías de litio se dividen principalmente en:

Batería de litio ternaria: el material del electrodo positivo es níquel-cobalto-manganeso o níquel-cobalto-aluminio;

Batería de fosfato de hierro y litio: el material del electrodo positivo es fosfato de hierro y litio.

Ambas baterías utilizan grafito laminado como material del electrodo negativo.

2.3 Proceso de carga y descarga de las baterías de litio

Carga: los iones de litio parten de la placa positiva, pasan a través del separador hasta la capa de grafito de la placa negativa y se almacenan;

Descarga: los iones de litio regresan del electrodo negativo al electrodo positivo, y los electrones forman corriente a través del circuito externo para convertir el motor en energía mecánica.

Como interfaz importante para la carga de CA, el enchufe EV Tipo 2 facilita la transmisión eficiente, segura y estable de este proceso de conversión de energía y se ha utilizado ampliamente en el sector de los vehículos eléctricos.

3. Factores clave que limitan la velocidad de carga

La velocidad de transmisión de los iones de litio es clave para determinar la eficiencia de carga, que se divide en las siguientes etapas:

Etapa 1: los iones de litio se liberan del material del electrodo positivo;
Etapa 2: los iones de litio se desplazan hacia el diafragma en el electrolito;
Etapa 3: los iones de litio atraviesan el diafragma;
Etapa 4: los iones de litio continúan su desplazamiento hacia el electrodo negativo en el electrolito;
Etapa 5: los iones de litio se incrustan en el material del electrodo negativo.

La eficiencia de cada etapa afectará la velocidad de carga general, por lo que la tecnología actual de carga de CA Tipo 2 continúa actualizándose.

4. Solución de BYD: carga por pulsos negativos para reducir la acumulación de iones de litio

BYD optimiza la velocidad del terminal de carga y la duración de la batería mediante la tecnología de pulsos negativos:

4.1 Alivio de la polarización por concentración

Mejora la eficiencia de transmisión de iones de litio equilibrando dinámicamente el gradiente de concentración del electrolito.

4.2 Inhibición de la precipitación de litio

Promueve la incrustación uniforme de iones de litio en el electrodo negativo para prevenir la formación de dendritas de litio.

4.3 Aceleración de la difusión en fase sólida

Acortamiento de la ruta de migración de los iones de litio en la fase sólida.

4.4 Reducción de la impedancia interfacial

Optimización de la cinética de la película SEI y mejora la eficiencia de las reacciones de carga y descarga.

4.5 Optimización colaborativa de la gestión térmica

Mejora el rendimiento de la carga a baja temperatura mediante la tecnología inteligente de autocalentamiento por pulsos.

Combinada con el control inteligente del enchufe EV Tipo 2, la tecnología de pulso negativo de BYD permite aprovechar al máximo el potencial de la carga rápida y garantizar la seguridad y el buen estado de la batería.

5. Resumen

La tecnología inteligente de carga rápida por pulsos de BYD ofrece múltiples ventajas en el rango de alto estado de carga (SOC) mediante la estrategia de "ajuste preciso de carga-parada-reversión":

5.1 Reducción del tiempo de carga terminal

La descarga por pulso negativo reduce la polarización por concentración, acorta el tiempo de carga del SOC entre un 80% y un 100%, de 30 minutos a 18 minutos, y aumenta la velocidad de carga en un 40%.

5.2 Mejora del rendimiento de carga a baja temperatura

La tasa de aumento de temperatura en un entorno de -30 °C aumenta un 230%, el tiempo de carga se reduce un 40% y no requiere precalentamiento prolongado. La eficiencia de carga se acerca a la temperatura normal.

5.3 Prolonga la vida útil de la batería

La carga por pulsos suprime eficazmente las dendritas de litio y aumenta la tasa de retención de la capacidad de la batería hasta el 90 %.

Gracias a la combinación de la tecnología de carga rápida inteligente y la tecnología de enchufe EV Tipo 2, la futura experiencia de carga de vehículos eléctricos será más rápida, segura y eficiente. NexwayEV se compromete a proporcionar a los usuarios soluciones de carga de vehículos eléctricos avanzadas y fiables para contribuir a un nuevo futuro de viajes ecológicos.