纯电动汽车快充到底有什么困难？

显示全部楼层 · 2021-1-10 12:47:31

做为一个车主，当然我这里说的是电动汽车车主，我想你最关注的问题莫过于续航。在燃油车的时代，因为全国各地随处可见的加油站，我们很少考虑这个问题。随着电动汽车的大力推广，越来越多的消费者加入到新能源汽车车主行列，可是续航能力差，充电慢也为广大消费者所诟病，相比其主打的低能耗，环保，在这里就有点力不从心了。
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　　首先我想和大家讨论一个问题，你所认为的汽车最佳续航里程是多少？就我个人观点而言，500公里足矣。试想一下，随着国家交通的发展，高速、高铁、飞机给人们的出行带来了很大便利。在城市里面，通勤族们一天不会需要驾驶这么久；跨越一个省，假设几百公里不等，中国未来有着全世界最密集的高铁网，方便、快捷，会是很多人选择高铁跨省；再远一点，去到更远的地方，随着人们生活水平的提升，越来越注重时间的可贵，远距离，我们会选择飞机，更加快捷便利。至于共享汽车的发展，此处我们就不讨论了。
　　假设我们认定500公里续航可以，那么我们可以像建立加油站一样，建立充电站。重要的问题来了，我们到达一个地方，总是希望休息一会就走，刚才说了，时间很宝贵。所以我们不希望充电的时间很长，快充就很有必要了。
　　说了这么多，我就想陈述一个观点，在现有实现500km续航的基础上稳定研发，发展便捷式充电桩，并实现快充。某某车展、或者某某展会后，总是会经常看到某某公司推出了某某电池，充电几分钟，续航几百里，解决你的里程焦虑问题。当然，理论是是存在的，这个我们必须承认，实际情况是现阶段并没有能够实现大量快充的必要条件，究其原因，错综复杂，小编就快充，整理了一些看法，若有不当，还请指正。
　　什么叫快充？
　　其实这个并没有标准文献给出具体的数值，充电的速度，我们通常用C倍率来表示，简单理解就是1C充电，即一个小时充满，2C充电，即半个小时充满，数值越大，充电速度越快。当然，充电就像喝水，不是说你想要多块就能有多块的，你能接受矿泉水瓶子大口喝水，小孩子却只能用勺子喂水。网上经常有一些充电半小时，充满80%电量的宣传，且不论是不是一些商业噱头，我们姑且认为这个条件，1.6C为快充的临界参考值吧。刚才说快充并不是那么容易实现，那么究竟有哪些困难咧？下面我们就一块挖一挖主要有哪些困难。
　　打铁还需自身硬，快充对电池要求
　　说到电池，这个我想是最重要的也是最难以实现的，如何保证电池本身能够接受较大的电流，且不影响电池各方面性能，还能保证安全这就不是一件容易的事。一个电池，我们把它分成了几个部分，正极、负极、隔膜、电解液。
　　1 正极
　　对于正极材料来说，市场上主流的磷酸铁锂、三元电池、锰酸锂，各有其优缺点。理论上来说，各种正极材料均可以用来做快充型电池。磷酸铁锂有着良好的安全性能；三元电池本身基友很好的电导性，但是比较活泼，所以安全较为重视；锰酸锂则是具有良好的结构稳定性，故而有良好的寿命循环。快充，需要材料具有良好的电导性，增强离子的脱嵌和插入的速度，通常我们还会增加一些导电剂。
　　2 负极
　　锂电池在充电的时候，离子从正极跑到负极，如果负极没有良好的嵌锂能力，则会造成锂枝晶的形成，造成不可逆容量衰减，严重的枝晶还会刺穿隔膜，造成电池内部短路。所以快充在负极的难点就是如何能让锂离子在负极的快速嵌入。
　　目前市面上常用的是石墨，可以说一人之上，处于统治地位，无法撼动。除了便宜，他也还有很多的优点，良好的加工性能，能量密度也较为满意，可是他在锂离子嵌入的时候，具有很强的方向性，表面对电解液敏感，故而需要进一步提升。硅负极的话，咱先不说，如何解决充电后的膨胀，现在任然是一个难题，现阶段不能实现商业化。
　　3 隔膜
　　对于倍率电芯而言，大电流下要求更高，简而言之就是降低内阻，保持控血通畅，使锂离子能够快速游过。并且还能保证温度变高的时候，隔膜不会收缩，避免电池短路。现在用的比较多的陶瓷复合涂胶隔膜，有很大程度的改善。
　　4 电解液
　　这个对电池的快充影响很大，要满足快充，电解液需要满足高的导电率，不与正负极反应，通常，我们在满足基本要求的前提下，会加入一些添加剂，比如抗高温、阻燃、防过充添加剂等。如何让锂离子在里面快速的游泳，除了增加电动势，电解液也需要由良好的性能。
　　充电设备为何难以满足
　　说完了电池，咱不得不说一下充电设备了，你可以理解成充电桩机器配套设施。这里我主要想从两个方面来说明一下。
　　我们说说特斯拉的充电桩，其名曰超级充电桩，它的功率是120kW。按照特斯拉Model S85D的参数，96s75p，232.5Ah，最高403V计算，其1.6C对应最大需求功率为149.9kW。从这里就可以看到，对于长续航纯电动车型，1.6C或者说30分钟充满80%已经对充电桩构成考验。
　　在国家标准中，不允许在原来的居民用电网络中直接设置充电站。1台快充桩的用电功率就已经超出几十户居民的用电量。因此，充电站都需要单独设置10kV变压器，而一个区域的配电网络并非都有余量增加更多的10kV变电站。这是在城市小区建立能够满足快充的充电桩硬件上的困难。
　　我们再从另外一个角度说说这个充电桩。依稀记得去年新能源汽车与充电桩比为3.5:1，今年则是接近8:1，意味着每8台车平均用一个充电桩，不够用！为啥？
　　因为不挣钱啊，挣钱大家都去了。其实在我之前的一片文章，有专门讲充电桩的盈利模式，感兴趣的可以回头翻翻，此处不再赘述。成本回收时间长，利润低，导致很多桩企望而却步。
　　结语
　　能量密度与快充性能，在同一只电池中，可以说是天平的两个方向，不可兼得。电池能量密度的追求，目前看是主流。当能量密度足够高，一台车装载电量足够大，足以避免所谓“里程焦虑”，比如充电一次，跑1000公里，那么电池倍率充电性能的需求就会降低;同时，电量大了，如果电池成本不够低，那么是否要卯足劲的购买足以“不焦虑”的电量，就需要消费者做出选择，这么一想，快充就有存在的价值。另外一个角度，就是昨天提到的快充配套设施成本，这当然是整个社会推电动化的成本的一部分。快充技术是否能够得到大面积推广，能量密度和快充技术谁发展的快，两个技术谁降成本降得狠，可能对其未来前途起到相当的决定性作用。

千问 · 2021-1-10 12:47:31

电动汽车要走的路还很长