即便是在純電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)熱度越來(lái)越高的今天,很多人在買(mǎi)車(chē)時(shí)還是會(huì)先排除純電動(dòng)車(chē)型。并不是因?yàn)榧冸妱?dòng)車(chē)動(dòng)力不好、配置不高,也不是因?yàn)榧冸妱?dòng)車(chē)價(jià)格昂貴(補(bǔ)貼后)、政策限制,反而與普通燃油車(chē)相比,電動(dòng)車(chē)由于電機(jī)的特性,有著很好的動(dòng)力表現(xiàn),同時(shí)政策上也得到了大力扶持。
那為什么廣大消費(fèi)者還不愿意購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)車(chē)呢?
這其中不得不提到“里程焦慮”問(wèn)題。
這個(gè)焦慮主要因?yàn)閮牲c(diǎn),一是續(xù)航里程,二則是充電時(shí)間。
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。首先是續(xù)航里程方面,由于電動(dòng)化是未來(lái)的大趨勢(shì),當(dāng)下各大車(chē)企以及電池廠商們都投入重資來(lái)研發(fā)新的電池技術(shù)。為了能大幅提升電池密度,誕生了如固態(tài)電池、石墨烯電池、雙離子電池等等新方向,但是,這些技術(shù)依然處于理論與試驗(yàn)階段,還未能達(dá)到真正量產(chǎn)。
目前,理論上鋰離子電池的能量密度最高的能達(dá)到260Wh/kg,但我們大部分純電動(dòng)車(chē)型上的鋰離子電池組的能量密度只有140-170Wh/kg左右。如果想解決“里程焦慮”,需要電動(dòng)車(chē)充滿(mǎn)一次電后,能有著與燃油車(chē)相同或是更長(zhǎng)的續(xù)航里程,即便是在寒冷的冬天,續(xù)航里程也不會(huì)大打折扣。
事與愿違,在我們目前可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái),提升電池能量密度并不是一件簡(jiǎn)單的事兒。與每年換代的電子芯片不同,電池的研發(fā)不僅涉及物理學(xué),更重要的還是電化學(xué)與材料學(xué)等,所以電池并不能做到一年時(shí)間就讓自己的能量密度翻一倍。如果想增加續(xù)航里程,也只能簡(jiǎn)單粗暴的多增加電池組了。
既然擴(kuò)容電池能量密度的路不好走,很多車(chē)企便開(kāi)始研究縮短充電時(shí)間的技術(shù),也就是我們常說(shuō)的“快充技術(shù)”。如今很多車(chē)型已經(jīng)配備了直流快充功能,利用一些“超級(jí)充電樁”對(duì)車(chē)輛進(jìn)行快充。
不過(guò),與普通燃油車(chē)相比,在能源補(bǔ)給上,充電還是要比加油慢很多。一般家轎加一次油最多也就三五分鐘,便能把空油箱加滿(mǎn),而電動(dòng)車(chē)充電,從20%-30%充到70%-80%最少也要半個(gè)小時(shí)的時(shí)間。對(duì)于生活在城市中,有著快速生活節(jié)奏的年輕人來(lái)說(shuō),5分鐘和30分鐘完全是兩種不同的使用體驗(yàn)。
“充電5分鐘,通話2小時(shí)”的手機(jī)廣告相信很多人都見(jiàn)過(guò),難道汽車(chē)就不能提供充電的功率,做到“充電2分鐘,續(xù)航百公里”么?其實(shí)從原理上看,功率等P=電壓U×電流I,所以提升電壓或是電流都能提升功率。
問(wèn)題看似能迎刃而解,但事實(shí)上,提升電壓或加大電流都存在一些弊端。過(guò)大的電流對(duì)接口以及充電線都是很大考驗(yàn),如果想承受更大的電流就必須定制專(zhuān)門(mén)的硬件,同樣電壓的提升也會(huì)造成發(fā)熱量增加,轉(zhuǎn)化效率降低。目前,我國(guó)為純電動(dòng)車(chē)型設(shè)計(jì)的充電樁直流電壓最高為500V,以電流240A充電也就是120kW的快充。只是現(xiàn)在絕大部分充電樁都達(dá)不到如此高的功率,一般直流快充也僅僅是60kW。
無(wú)論是造型設(shè)計(jì)、自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)還是出色的性能,特斯拉品牌在純電動(dòng)車(chē)圈里總是有著很多話題點(diǎn)。在充電方面,特斯拉的超級(jí)充電樁也可謂是為同行們建立了標(biāo)桿。在長(zhǎng)續(xù)航版的Model 3上,第三代超級(jí)充電樁技術(shù)V3 Supercharging能讓它實(shí)現(xiàn)250kW的充電功率,這也就意味著可以實(shí)現(xiàn)充電5分鐘,續(xù)航增加120公里續(xù)航的水平??上У氖?,這樣的充電樁目前只在美國(guó)總部設(shè)立,還未真正普及。
研究高功率快充的還有德國(guó)人,保時(shí)捷和寶馬等品牌正聯(lián)合打造450kW的超級(jí)充電樁(命名為Fastcharge項(xiàng)目),如今也在試運(yùn)行中。此前,保時(shí)捷Taycan原型車(chē)就展示過(guò)用400kW以上的功率進(jìn)行充電,能達(dá)到充電3分鐘實(shí)現(xiàn)100公里的續(xù)航。
當(dāng)然,作為發(fā)明汽車(chē)的民族,德國(guó)人的野心也遠(yuǎn)不止如此。Fastcharge項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)920kW的充電樁,而由于高電壓、高電流的原因,德國(guó)人不得不給充電電纜加入液冷技術(shù),這也使得它目前還面臨很多技術(shù)問(wèn)題。如果未來(lái)能大規(guī)模普及,那將真的能做到充電與加油一樣,甚至比加油更快的能源補(bǔ)給。
視線轉(zhuǎn)回我們國(guó)內(nèi),在我們能買(mǎi)到的電動(dòng)車(chē)中,小鵬汽車(chē)宣布在北京、上海、廣州、深圳、武漢等城市布局了多座超級(jí)充電站,其中每座充電站中的充電樁的最大充電功率能達(dá)到180kW,單車(chē)可以獲得最大120kW的充電功率。
有著“換電技術(shù)”的蔚來(lái)汽車(chē)也提供超極充電樁服務(wù)。其中有充電功率在120kW的獨(dú)立充電樁,也有在總充電功率300kW的線路中分出4-6個(gè)充電樁,再根據(jù)充電車(chē)輛數(shù)量及電量分配充電功率。
汽車(chē)電動(dòng)化已然是大勢(shì)所趨,而在優(yōu)化用車(chē)體驗(yàn)上,續(xù)航能力與充電時(shí)間都是純電動(dòng)車(chē)目前所面臨的兩大難題。在電池能量密度未能取得長(zhǎng)足進(jìn)步的當(dāng)下,高功率快充或許可以解決部分里程焦慮。
無(wú)論是特斯拉、小鵬、蔚來(lái),還是其他品牌車(chē)型,都致力于打造充電效率更高的超級(jí)充電樁,而且未來(lái),國(guó)家電網(wǎng)也將增大民用快充直流充電樁的充電功率。
當(dāng)然,“打鐵還需自身硬”,很多車(chē)型的BMS電池管理系統(tǒng)會(huì)限制車(chē)輛的充電效率。在建設(shè)更多更高效的超級(jí)充電樁同時(shí),還要提升車(chē)輛本身對(duì)高功率充電的應(yīng)對(duì)能力。相信到那時(shí),純電動(dòng)車(chē)用戶(hù)的里程焦慮也會(huì)慢慢消失。
“充電5分鐘,行駛千公里”在未來(lái)可能真的不是夢(mèng)。
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