快充技术:从手机到电动汽车的距离有多远(2)
来源:瞭望东方周刊 作者:综合报道 时间:2016-01-05 14:51 点击:次
2015 年 12 月 10 日,北京西站大型充电站正式建成投入使用,建设规模为 100 根充电桩(50 根快充桩,50 根慢充桩)
交流还是直流
相较于手机电池的小巧,汽车电池体积、质量要大得多。生活场景中的220V插座,完全可以满足手机充电的电压要求,但对于动辄行驶上百公里的大型汽车,则显得捉襟见肘。
“储能的极限使得充电桩的需求大量出现,而这些配套设施的投入极大,需要占用大量的社会资源。如果充电技术足够先进,本也可以弥补基础设施不足的致命伤,但目前看来,电动车充电方式并没有革命性的变化。” 中国科学院广州能源研究所所长吴创之对《瞭望东方周刊》表示。
目前,市场上推行的汽车充电桩分为直流充电桩和交流充电桩两种。所谓的交流电动汽车充电桩,可以满足“慢充”的基本需求。相对而言,轻便、易于安装,与日常生活中的交流电网连接即可。
交流充电桩只提供电力输出,没有充电功能,需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用。
“车回到家里或者单位,快充没有意义嘛!”比亚迪副总裁罗红斌告诉《瞭望东方周刊》,交流充电设备很容易与生活场景对接,所以重点推进小区跟单位的交流桩的设备。现有技术,完全可以满足这部分需求。
在此基础上,如果人们仍然追求更快的充电速度,就要运用到直流充电。直流电动汽车充电站,是固定安装在电动汽车外与交流电网连接,为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。也就是将普通电网的交流电转换为直流电,再进行作业。
罗红斌介绍说,住宅、小区、单位等常见单位,整个输电线路、配点网络等已经布置完备,转换成直流电,必须再单独拉线,以满足直流电工作要求。
直流充电桩采用三相四线制供电,可以提供足够的功率,输出的电压和电流调整范围大,可以实现快充的要求。
“100千瓦要一个充电柜,还要配电的设施。一个站点还要搞好几个。” 罗红斌说,在如此苛刻的要求下,充电时间已经压缩了非常多。目前最新款的充电设备,可以实现15~20分钟的快速充电。
15~20分钟的充电时间,已经是非常大的跨越。“抽根烟的时间,在高速公路上休息一会儿,也就差不多需要十几分钟。”罗红斌说。
他坦言,没想到技术发展速度如此迅速,短短几年时间,充电速度就出现了翻倍提升。以至于又出现一个新问题,3~5年前配置的充电桩已经非常落后。适应不了现在的技术要求。
吴创之认为,充电技术的提升,可以降低基础设施的成本。“电动汽车推广难,看似属于公共服务范畴的社会问题,归根结底,还是应归咎于技术问题。”
石墨烯“狂想”
更进一步的指数级提升,许多人寄希望于新材料的运用。快速充电状况下,短时间内会散发出热量,如果热量不能及时释放,就会影响电池寿命,如果充电频率达不到,快速充电也就失去了意义。
“在实验室达到秒充效果,就要把手指粗的导线,换成胳膊粗的才可以。” 罗红斌介举例说,对于大功率电动汽车的电池而言,快速充电还有进一步的提升空间,跨入到10分钟时代也在预期范围内,但是实现秒充,在短期内并不现实。
或许石墨烯是个不错的研究方向。“原理上看,是这样的,石墨烯能效很高。” 罗红斌认为,比亚迪对各种类型的电池研究都有持续的投入,目前来看,石墨烯潜能最大。但是距离投放市场仍有许多技术难题需要克服。
近来,石墨烯电池引发外界关注。按照华为的说法,这种电池可以大大提高手机的充电效率,实现快充。 “我们对石墨烯电池也非常期待,不过这项技术还处在实验室阶段,量产可能没有那么快,最乐观的现实是传统的锂电池也能实现快充。”前述OPPO工程师说,电池并不是实现快充的唯一途径,也不是其瓶颈,“快充需要的是一个整体解决方案,而非某一个部件的单独改变。”