眾所周知,近年來,在能源轉型、汽車產業彎道超車、減少化石能源依賴、治理環保的綜合考慮下,中國開始大力發展動力電池和新能源汽車相關產業。國家在此方面投入了大量的人力物力財力,從科研支撐到汽車配套政策再到補貼優惠都做足了文章。
在這樣的大背景下,中國的動力電池相關行業迅速發展,電動汽車也開始讓大家熟悉起來。隨著對電動汽車的了解的增多,人們開始對於電動汽車有了越來越高的期待:期待它可以像汽油車一樣便宜,一樣加一次油/充一次電跑600公里,一樣一次加油/充電只需要幾分鐘等等……而在這樣的期待下,科研界和工業界一直在努力向著這些方向努力。
從目前的純電動車的發展狀況來看,純電動車的續航里程已經得到了極大的解決,大多數自主品牌都推出了續航超500公里的純電動車型,而特斯拉更是將續航提到了650公里以上。不過相比續航里程得到了質的提高,充電問題似乎並沒有得到極大的改善,快充樁的數量和快充技術水平依然不理想。充電樁數量不夠多、通用性差、充電效率較差的60-90kW充電樁居多、快充傷電池等問題已經頻繁浮現。等等這些讓人不禁擔心,快充技術是不是在畫餅?
制約快充發展的原因是什麼?
什麼是快充?如果我們通俗的下定義,就是給電動汽車(的電池)用比較快的速率來充電。不過多快算快充,多快不算之間恐怕就沒有那麼明確的區分點了。
從當下量產純電動車來看,目前公認充電最快的有今年上市的保時捷Taycan,其充電功率高達350kW的超快充電站就引起了不小轟動。按照保時捷的說法,他們結合800V高壓快充裝置,可以實現在15分鐘內充電約80%(超過3c)的需求。其次還有Tesla的super charge,大約半小時可以充80%的電。
從上面來看,似乎當下快充技術似乎並不沒有想象中那樣不盡人意,但實際情況和行業領先還有很大的距離。事實上,目前乘用車的快充倍率僅在1c-1.2c左右,且60kW直流快充樁依然是主流。
我們拿目前市面上的中國品牌主流純電動車來說,如採用60kW直流快充樁,低電量充滿一般需要1.5小時左右。雖然20分鐘能增加約100km的續航看起來不錯,但跑高速就夠嗆了。
見此狀況,國內已經在開始配套120kW或150kW的直流快充樁,但目前國內在售且支援120kW或以上充電功率的量產車型就只有特斯拉Model S、Model X和Model 3,進展速度並不容樂觀。
總結以上現狀,我們能發現,一方面是保時捷等企業推出了超強快充技術,另一方面是市場上依然有著大量落後時代需求的充電裝置。反差之下,不得不讓人感嘆,快充進展緩慢,主因不是技術不夠成熟,而是受到了市場制約。
快充一時爽,一直充未必一直爽
除了快充基礎設施有待完善之外,關於快充技術,業內一直這樣一種疑問:"快充傷電池嗎?"而答案是肯定的。
我們知道,快充是一種應急充電方式,用的是直流充電,這個直流充電的電壓一般都是大於電池電壓的,需要通過整流裝置將交流電變換為直流電,對動力電池組的耐壓性和保護提出更高要求,充電電流大,是常規充電電流的十倍甚至幾十倍。大量的電子以非常高的速度從正極流向負極。所以,從這點來看,快充明顯對電池有較大的危害啊!
說到這裡,筆者想多說一句,其實對於手機電池,快充造成的影響基本也一樣,只不過區別在於,手機這樣的消費電子品淘汰快,一個手機裡的電池也只值十到幾十塊錢,壞了大不了換,對你沒什麼大損失,所以手機電池用起來怎麼開心怎麼來就好了;而對於汽車,一輛汽車上的電池動輒價值萬元,用壞了一會造成危險,二會貶值,三會影響續航,所以對於電動汽車的電池,快充對電池造成的損傷是我們不得不重視的。
不過,大家也不要完全擔心。快充技術損害電池這是既定的事實,但是如何將這種損失降低最小,甚至忽略不計也並不是不可以實現。其中最重要的一項技術就是BMS電池組管理系統。
對電池來說,電池密度、材料、溫度決定了快充的速度,而BMS才是控制快充的核心部件,它的主要作用在於智慧化管理及維護各個電池單元,防止電池出現過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監控電池的狀態。比如,當你在給新能源車快充時,BMS可以對輸入的電流及電壓進行控制後,儘可能低的減少快充對電池的損傷,所以在有限的時間內這些損傷可忽略不計。比如電動車充電至90%後,電控系統會"控流",降低電流的輸入,同樣是出於保護電池壽命和安全的考慮。
其實,業內普遍認為,純電動車電池充到80%的時候就可以了,除了時間消耗等因素之外,充滿電池會處於一個滿負荷狀態,長期以往容易疲勞,也就是說折損電池的使用壽命。作為混合動力技術之父的豐田,研究了二十幾年的電池技術,因此對電池的管理有著獨特的見解:淺充淺放!放電只放到40%就會充電,充電只充到80%,電池的壽命才會長。簡單來說,電池電量在40%-80%之間充放電是最理想的用電情況。
快充與換電應該長期互補共存
總結來說,想要將快充技術發展起來並真正落到實處,還需要一段時間的等待。這其中必然要橫跨多個層面的研發,從充電基礎設施到電池以及電控,都有提升空間。
此外,中國人講究中庸之道,很多事情其實未必是單選題,除了快充之外,換電也是不錯提高純電動車出行效率的一大選項。換電的優勢是效率更高,而且換電引申出的"車電分離"概念,也能在後補貼時代大大降低消費者的購車成本。只是,換電站的高額建設成本意味著只有達到一定的日活數才能產生盈利。
顯然,計程車和共享出行領域非常適合換電技術的普及。根據北汽新能源換電車輛的合作方奧動新能源提供的資料顯示,換電司機日均行駛里程能比充電司機多運營60公里,日均收入增加84元。而且新能源計程車必然會越來越多,足夠的體量也能保證換電站的盈利。
總之,充電也好換電也好,不管黑貓白貓,能抓到老鼠就是好貓。充電和換電都是消費者在不同需求下采用的方式,並不存在對立。應該讓充電和換電在不同的細分市場展現實力,以消費者的選擇為衡量標準,交給市場去選擇。
工信部裝備司副司長羅俊傑就換電模式曾表示,從市場經濟的角度看,換電有利於電池梯次利用、車端梯次利用,能有效提高整個社會綜合經濟效益,優勢很多。充換電不是對立,而是互補。應以市場為導向,從經濟性、便捷性的角度去適應不同使用者的需求。
寫在最後
隨著國內外都在大力投入快充技術,乃至換電技術的發展,資本角逐戲碼正在上演。但是在這個過程中,作為消費者,我們需要做的是要保持冷靜、客觀不盲從的態度,電動汽車確實很紅,但困難依然很多。誰要和你說快充很快就能掀翻傳統燃油車市場,那真的是故弄玄虛,虛張聲勢。