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比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

2018-12-21 20:22 来源: 爱车兵团

纯电动汽车的最大问题,莫过于续航能力。哪怕是工程师在研发之初,就布置容量足够大的电池组,也是难以解决。甚至是政府层面通过行政的手段,让路面出现更多的充电桩。同样是难以解决,纯电动汽车充电慢的问题。

充电慢耽误的不是车主一个人的时间,其背后是在交通工具、道路系统的效率问题。一辆车慢了10分钟,便会对后续的充电车形成蝴蝶效应。同时,过多的车辆停入充电桩附近,会导致停车场、道路等空间的占用,阻碍其他车辆行驶。

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

为此,便有了快速充电技术的运用,让充电时间缩短更多。不过,再怎么缩减,也需要30分钟以上。有没有一种充电技术,可以在几分钟之内就完成的呢?别说,还真有。

倘若使用的是一些自主品牌的微型车,很有可能连快速充电口都给车主们去掉,只剩下慢速充电口。这样的充电方式相对而言,只是适合每天通勤路程不远,而且回到公司和小区,也有充电位可以使用的群体才能实现。而寸土尺金的大城市,很难有如此奢侈的空间给充电。有人就认为,充电时间虽然慢,但起码安全啊而且使用成本低,何乐而不为?但对于真正的用车者来说,快充的效率更有参考意义。但是,快速充电原来也是有风险。

4分钟能干什么?充满电!

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

根据法国一家名为Electric Loading表示,其研究的快速充电网络能在4分钟内将保时捷的Mission E纯电动车充满电。虽然对纯电动车来说,这消息仿佛是重磅炸弹,毕竟可以把充电时间缩减到燃油车加油一样。乍一听感觉也的确震撼,难道电动车真的已经有了完全取代燃油车的能力了?

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

然而,专家告诉我们这不科学。因为按照保时捷的计划,Mission E的充电功率为350kW充电站,而在官网上也表示,在15分钟的时间里可以充电80%左右。但Electric Loading公司设计的充电设备,工作功率为360kW。与保时捷的相比只差了10kW的功率,而两者的时间却相差了三分之二,因此很多行业人士都表示出怀疑。

为何会受伤?

别以为电动汽车充电,就只是简单地插上插头就完事儿了,其实稍有不慎就会出现危险。光是在8月份,就有数起因为电动汽车充电而引发的着火事件。包括了辽阳、聊城,还有成都的某家新势力汽车起火;以及安徽铜陵的电动客车着火时间。在2018年5月到8月的短短三个月里,公开报道的电动汽车事故多达16起,其中事故原因判断为“充电自燃”就有9起,其他事故原因包括电池故障、电器元件短路、停放中自燃等等。

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

归根结底,还是因为电池在充电的过程中“受伤”了。之所以说电池会受伤,主要是从电池的原理开始讲起。由于能量密度以目前的电化学领域而言,是有理论上的限值。而快充是只是充“最优充电速度”的那一部分,而不能全段保持大功率充电速度。

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

锂电池在充电过程中,锂离子应该在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,正极负极不发生氧化反应。但是,现在充电的方法和使用过程充电都是用的氧化还原反应,不是锂电池遵循自身规律应该有的充电方法。按照目前的充电方法,大概能使电池寿命降低30%。

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

同时,锂电池的充放电倍率同样值得关注。其中,所指的是单位额定容量内的充放电电流。额定容量为100Ah的电池用20A充放电时,其充放电倍率就为0.2C。一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,但同时电池发热现象也越严重。另一方面,用过大的电流充电会造成容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。

存在理论可能

事实上,现在常见的多元正极金属复合氧化物电池,倘若要实现8分钟充电,理论上大概要用10C的倍率才能做到。

比加油还快的技术,竟然是伤害电池的元凶?

国内的锂电池研究领域的专家表示,团队曾经在10年前的北京奥运会时,就针对各类问题进行各种实验。当时的三元材料电池已经可以在5分钟内完成充电。在实验里,三元锂电池在快速充电的过程中,热量不能迅速释放,使得爆炸的可能性大大增加。考虑到安全问题,专家团队认为这种技术不能用到纯电动车上,只能用在混合动力车。

同时,城市的供电网络也没有基础条件允许如此庞大的电量输送。假设一辆公交车用的是150kWh的电池,需要5分钟来充电,一辆公交车就需要100kW供电能力,如果同时有几百辆上千辆公交车一起充电,会对电网造成很大的冲击。

新能源车的发展,无疑是对汽车能源架构的补充和延展。站在更高的层面去看,调整国家的能源结构比例,是推动新能源车背后的深层原因之一。但回归到消费层面,充电桩的数量布局和分布,如何覆盖城市所使用的电动车。同时,加快每辆车的充电速度,继而加快周转率,确实是好事。但是以目前的技术和成本控制,多种条件叠加之下,普通老百姓想要享受这种福利,或许还需要多等几年。

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