中新經(jīng)緯6月9日電 (常濤)“里程焦慮”的存在，是電動汽車“勸退”不少消費(fèi)者的原因之一。而“里程焦慮”之所以存在，則與電動汽車電池續(xù)航能力差、充電慢密不可分。
近日，一則消息顯示，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與姚宏斌、倪勇教授團(tuán)隊(duì)合作，提出并制備出一種新型雙梯度石墨負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池在6分鐘內(nèi)充電60%。
業(yè)內(nèi)人士分析，這一成果不是單方面增大電池儲電量或增大充電樁功率，而是將兩者聯(lián)動，通過改變電池內(nèi)部某種微小結(jié)構(gòu)，加快充電速度，同時又不犧牲電池電量，具有很高的創(chuàng)新性。
不過，現(xiàn)實(shí)的問題也擺在眼前。項(xiàng)目研究人員透露，該成果產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。那么，電動汽車實(shí)現(xiàn)像手機(jī)一樣“閃充”，還有哪些阻礙？何時才能實(shí)現(xiàn)？
實(shí)驗(yàn)室里的突破
在解決“里程焦慮”這個問題上，鋰離子電池續(xù)航里程與充電快慢是一對矛盾，即鋰離子電池高能量密度與快充性能之間存在矛盾，無法兼得。
通俗解釋就是，要保證鋰離子電池的能量密度，電極就要做厚，充放電倍率就受限制。而要提高充放電倍率，除了將電極做薄外一直沒有好辦法，但這又會犧牲電池的能量密度，也就是續(xù)航里程。
俞書宏院士等團(tuán)隊(duì)解決的正是這一對矛盾。最后，通過他們的方法制備出的鋰離子電池在6分鐘內(nèi)從零充電到60%，在12分鐘內(nèi)從零充電到80%，同時保持高能量密度。
不過這一在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的成果離產(chǎn)業(yè)化“還有一定距離”。據(jù)中國科學(xué)報(bào)，參與該項(xiàng)目的研究人員表示，“目前實(shí)驗(yàn)室的制備方法很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，雙梯度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很難保持電極的一致性。但團(tuán)隊(duì)正逐步解決這些問題。”
技術(shù)已成熟
在磷酸鐵鋰、三元鋰、高鎳等多種技術(shù)路線下，目前動力電池續(xù)航問題已有了很大改善。國泰君安研報(bào)(下稱研報(bào))也指出，在實(shí)現(xiàn)了高續(xù)航里程之后，充電難題將成為車企接下來要重點(diǎn)解決的消費(fèi)者焦慮。
現(xiàn)階段，電動車主在充電時長的體驗(yàn)上難言滿意，他們對比的是“油車加油”的便捷和快速。
杭州白領(lǐng)曹先生最近購入了一臺電動汽車，他告訴中新經(jīng)緯記者，即使用品牌自有的超級快充，充滿也需要80分鐘左右，如果在家用民電，充滿大概需要六、七個小時。
據(jù)中新經(jīng)緯記者了解，在快充充電樁上，用120kW充滿一輛電池容量為100kWh的電動車，一般耗時40到60分鐘。但如果趕上排隊(duì)，等待時間則上不封頂。
據(jù)研報(bào)，目前解決充電難主要有三大方案，一是以蔚來汽車為代表的換電方案，二是以特斯拉為代表的大電流快充方案，第三種是以保時捷等為代表的高壓快充方案，從成本以及技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性角度看，高壓快充有望成為主流解決方案。
事實(shí)上，從2021年起，車企已加速推出高壓快充來解決充電難題。比亞迪、極氪、廣汽、小鵬等諸多車企相繼推出或者提出800V高壓平臺，作為解決充難題的手段，超級充電樁標(biāo)準(zhǔn)在2021年的落地也為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了客觀條件。
在800V高壓快充加持下，電動車充電功率最高可達(dá)187kW，從30%充電至80%僅需15分鐘，充電10分鐘即可補(bǔ)充可供行程200公里的續(xù)航里程。
央視財(cái)經(jīng)5月份也報(bào)道，目前只需要10分鐘左右就能充滿一臺容量為100kWh電動車的技術(shù)已經(jīng)成熟，并在逐步落地過程中。
深圳某充電樁生產(chǎn)企業(yè)副總工程師接受央視財(cái)經(jīng)采訪時說，“目前最先進(jìn)的技術(shù)，可以做到(充電功率)600kW，5到10分鐘就可以充滿一輛車(的電池)。”但前提是，“在電池允許這么大功率的情況下”。
何時能普及？
那么，目前有沒有電池可以承受800V高壓平臺的“挑戰(zhàn)”呢？
前述研報(bào)指出，高壓快充路線下，對車端以及充電端都提出來了更高的要求。在充電樁端對于高功率充電時的熱管理等要求更高，通常需要采用液冷；對于車載端的高壓組件包括大三電(電池、電機(jī)、電控)、小三電(OBC、PDU以及DCDC)以及電動壓縮機(jī)等也提出了更高的要求。
某品牌汽車研究院一位工程師告訴中新經(jīng)緯記者，高壓快充技術(shù)還在起步階段，目前已在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了技術(shù)閉環(huán)，但還沒有到大規(guī)模量產(chǎn)的階段。而之所以沒有到這個階段，一是考慮安全性，二是考慮到不能實(shí)現(xiàn)滿功率充電。
曹先生告訴中新經(jīng)緯記者，在購車時，銷售曾建議他“不要經(jīng)?？斐?，比較傷電池”。
不過，中新經(jīng)緯記者注意到，在5月小鵬汽車一季度業(yè)績電話會議上，小鵬汽車董事長何小鵬表示，小鵬汽車從2022年四季度起大規(guī)模部署下一代超充，從180kW充電樁直接升級到480kW超充電樁，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200公里的補(bǔ)能體驗(yàn)。
另據(jù)媒體報(bào)道，5月，廣東電網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司與廣汽埃安新能源汽車有限公司投資建設(shè)的第三個搭載480kW超充樁的快充站落成，搭載6C倍率超充電池的車型可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘，續(xù)航200公里。
中國電動汽車充電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長鄭甲兔接受中新經(jīng)緯記者采訪表示，解決動力電池的“里程焦慮”，提出快充的思路是對的，可以給消費(fèi)者帶來體驗(yàn)的快感，但要普及、產(chǎn)業(yè)化，要注意兩個問題，即經(jīng)濟(jì)性與安全性。“經(jīng)濟(jì)性是向大眾普及的基礎(chǔ)，而安全性是必須條件。快充就好比一個餓了很久的人吃飯，5分鐘之內(nèi)把所有食物都吃下去，肚子能不能消化是個問題。”
至于電動汽車何時能達(dá)到像手機(jī)一樣“閃充”，鄭甲兔認(rèn)為，這不是材料和技術(shù)所能決定的，而是由電動汽車整個生態(tài)決定的。
“新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈各個技術(shù)環(huán)節(jié)，都需要生態(tài)來支撐。而不是某項(xiàng)技術(shù)提升了，就可以改變整個商業(yè)模式。如果產(chǎn)品生態(tài)沒有成熟，即使技術(shù)有突破，消費(fèi)者也不會買單。至于充電問題，需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈共同探索，商業(yè)化落地、普及還需要一定時間。”鄭甲兔說。
近日，一則消息顯示，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與姚宏斌、倪勇教授團(tuán)隊(duì)合作，提出并制備出一種新型雙梯度石墨負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池在6分鐘內(nèi)充電60%。
業(yè)內(nèi)人士分析，這一成果不是單方面增大電池儲電量或增大充電樁功率，而是將兩者聯(lián)動，通過改變電池內(nèi)部某種微小結(jié)構(gòu)，加快充電速度，同時又不犧牲電池電量，具有很高的創(chuàng)新性。
不過，現(xiàn)實(shí)的問題也擺在眼前。項(xiàng)目研究人員透露，該成果產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。那么，電動汽車實(shí)現(xiàn)像手機(jī)一樣“閃充”，還有哪些阻礙？何時才能實(shí)現(xiàn)？
實(shí)驗(yàn)室里的突破
在解決“里程焦慮”這個問題上，鋰離子電池續(xù)航里程與充電快慢是一對矛盾，即鋰離子電池高能量密度與快充性能之間存在矛盾，無法兼得。
通俗解釋就是，要保證鋰離子電池的能量密度，電極就要做厚，充放電倍率就受限制。而要提高充放電倍率，除了將電極做薄外一直沒有好辦法，但這又會犧牲電池的能量密度，也就是續(xù)航里程。
俞書宏院士等團(tuán)隊(duì)解決的正是這一對矛盾。最后，通過他們的方法制備出的鋰離子電池在6分鐘內(nèi)從零充電到60%，在12分鐘內(nèi)從零充電到80%，同時保持高能量密度。
不過這一在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的成果離產(chǎn)業(yè)化“還有一定距離”。據(jù)中國科學(xué)報(bào)，參與該項(xiàng)目的研究人員表示，“目前實(shí)驗(yàn)室的制備方法很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，雙梯度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很難保持電極的一致性。但團(tuán)隊(duì)正逐步解決這些問題。”
技術(shù)已成熟
在磷酸鐵鋰、三元鋰、高鎳等多種技術(shù)路線下，目前動力電池續(xù)航問題已有了很大改善。國泰君安研報(bào)(下稱研報(bào))也指出，在實(shí)現(xiàn)了高續(xù)航里程之后，充電難題將成為車企接下來要重點(diǎn)解決的消費(fèi)者焦慮。
現(xiàn)階段，電動車主在充電時長的體驗(yàn)上難言滿意，他們對比的是“油車加油”的便捷和快速。
杭州白領(lǐng)曹先生最近購入了一臺電動汽車，他告訴中新經(jīng)緯記者，即使用品牌自有的超級快充，充滿也需要80分鐘左右，如果在家用民電，充滿大概需要六、七個小時。
據(jù)中新經(jīng)緯記者了解，在快充充電樁上，用120kW充滿一輛電池容量為100kWh的電動車，一般耗時40到60分鐘。但如果趕上排隊(duì)，等待時間則上不封頂。
據(jù)研報(bào)，目前解決充電難主要有三大方案，一是以蔚來汽車為代表的換電方案，二是以特斯拉為代表的大電流快充方案，第三種是以保時捷等為代表的高壓快充方案，從成本以及技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性角度看，高壓快充有望成為主流解決方案。
事實(shí)上，從2021年起，車企已加速推出高壓快充來解決充電難題。比亞迪、極氪、廣汽、小鵬等諸多車企相繼推出或者提出800V高壓平臺，作為解決充難題的手段，超級充電樁標(biāo)準(zhǔn)在2021年的落地也為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了客觀條件。
在800V高壓快充加持下，電動車充電功率最高可達(dá)187kW，從30%充電至80%僅需15分鐘，充電10分鐘即可補(bǔ)充可供行程200公里的續(xù)航里程。
央視財(cái)經(jīng)5月份也報(bào)道，目前只需要10分鐘左右就能充滿一臺容量為100kWh電動車的技術(shù)已經(jīng)成熟，并在逐步落地過程中。
深圳某充電樁生產(chǎn)企業(yè)副總工程師接受央視財(cái)經(jīng)采訪時說，“目前最先進(jìn)的技術(shù)，可以做到(充電功率)600kW，5到10分鐘就可以充滿一輛車(的電池)。”但前提是，“在電池允許這么大功率的情況下”。
何時能普及？
那么，目前有沒有電池可以承受800V高壓平臺的“挑戰(zhàn)”呢？
前述研報(bào)指出，高壓快充路線下，對車端以及充電端都提出來了更高的要求。在充電樁端對于高功率充電時的熱管理等要求更高，通常需要采用液冷；對于車載端的高壓組件包括大三電(電池、電機(jī)、電控)、小三電(OBC、PDU以及DCDC)以及電動壓縮機(jī)等也提出了更高的要求。
某品牌汽車研究院一位工程師告訴中新經(jīng)緯記者，高壓快充技術(shù)還在起步階段，目前已在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了技術(shù)閉環(huán)，但還沒有到大規(guī)模量產(chǎn)的階段。而之所以沒有到這個階段，一是考慮安全性，二是考慮到不能實(shí)現(xiàn)滿功率充電。
曹先生告訴中新經(jīng)緯記者，在購車時，銷售曾建議他“不要經(jīng)?？斐?，比較傷電池”。
不過，中新經(jīng)緯記者注意到，在5月小鵬汽車一季度業(yè)績電話會議上，小鵬汽車董事長何小鵬表示，小鵬汽車從2022年四季度起大規(guī)模部署下一代超充，從180kW充電樁直接升級到480kW超充電樁，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200公里的補(bǔ)能體驗(yàn)。
另據(jù)媒體報(bào)道，5月，廣東電網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司與廣汽埃安新能源汽車有限公司投資建設(shè)的第三個搭載480kW超充樁的快充站落成，搭載6C倍率超充電池的車型可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘，續(xù)航200公里。
中國電動汽車充電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長鄭甲兔接受中新經(jīng)緯記者采訪表示，解決動力電池的“里程焦慮”，提出快充的思路是對的，可以給消費(fèi)者帶來體驗(yàn)的快感，但要普及、產(chǎn)業(yè)化，要注意兩個問題，即經(jīng)濟(jì)性與安全性。“經(jīng)濟(jì)性是向大眾普及的基礎(chǔ)，而安全性是必須條件。快充就好比一個餓了很久的人吃飯，5分鐘之內(nèi)把所有食物都吃下去，肚子能不能消化是個問題。”
至于電動汽車何時能達(dá)到像手機(jī)一樣“閃充”，鄭甲兔認(rèn)為，這不是材料和技術(shù)所能決定的，而是由電動汽車整個生態(tài)決定的。
“新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈各個技術(shù)環(huán)節(jié)，都需要生態(tài)來支撐。而不是某項(xiàng)技術(shù)提升了，就可以改變整個商業(yè)模式。如果產(chǎn)品生態(tài)沒有成熟，即使技術(shù)有突破，消費(fèi)者也不會買單。至于充電問題，需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈共同探索，商業(yè)化落地、普及還需要一定時間。”鄭甲兔說。
