即便是在纯电动车市场热度越来越高的今天。很多人在买车时还是会先排除纯电动车型。并不是因为纯电动车动力不好。配置不高。也不是因为纯电动车价格昂贵(补贴后)。政策限制。反而与普通燃油车相比。电动车由于电机的特性。有着很好的动力表现。同时政策上也得到了大力扶持。
那为什么广大消费者还不愿意购买纯电动车呢？
这其中不得不提到“里程焦虑”问题。
这个焦虑主要因为两点。一是续航里程。二则是充电时间。
发现问题。解决问题。首先是续航里程方面。由于电动化是未来的大趋势。当下各大车企以及电池厂商们都投入重资来研发新的电池技术。为了能大幅提升电池密度。诞生了如固态电池。石墨烯电池。双离子电池等等新方向。但是。这些技术依然处于理论与试验阶段。还未能达到真正量产。
目前。理论上锂离子电池的能量密度最高的能达到260Wh/kg。但我们大部分纯电动车型上的锂离子电池组的能量密度只有140-170Wh/kg左右。如果想解决“里程焦虑”。需要电动车充满一次电后。能有着与燃油车相同或是更长的续航里程。即便是在寒冷的冬天。续航里程也不会大打折扣。
事与愿违。在我们目前可以预见的未来。提升电池能量密度并不是一件简单的事儿。与每年换代的电子芯片不同。电池的研发不仅涉及物理学。更重要的还是电化学与材料学等。所以电池并不能做到一年时间就让自己的能量密度翻一倍。如果想增加续航里程。也只能简单粗暴的多增加电池组了。
既然扩容电池能量密度的路不好走。很多车企便开始研究缩短充电时间的技术。也就是我们常说的“快充技术”。如今很多车型已经配备了直流快充功能。利用一些“超级充电桩”对车辆进行快充。
不过。与普通燃油车相比。在能源补给上。充电还是要比加油慢很多。一般家轿加一次油最多也就三五分钟。便能把空油箱加满。而电动车充电。从20%-30%充到70%-80%最少也要半个小时的时间。对于生活在城市中。有着快速生活节奏的年轻人来说。5分钟和30分钟完全是两种不同的使用体验。
“充电5分钟。通话2小时”的手机广告相信很多人都见过。难道汽车就不能提供充电的功率。做到“充电2分钟。续航百公里”么？其实从原理上看。功率等P=电压U×电流I。所以提升电压或是电流都能提升功率。
问题看似能迎刃而解。但事实上。提升电压或加大电流都存在一些弊端。过大的电流对接口以及充电线都是很大考验。如果想承受更大的电流就必须定制专门的硬件。同样电压的提升也会造成发热量增加。转化效率降低。目前。我国为纯电动车型设计的充电桩直流电压最高为500V。以电流240A充电也就是120kW的快充。只是现在绝大部分充电桩都达不到如此高的功率。一般直流快充也仅仅是60kW。
无论是造型设计。自动辅助驾驶技术还是出色的性能。特斯拉品牌在纯电动车圈里总是有着很多话题点。在充电方面。特斯拉的超级充电桩也可谓是为同行们建立了标杆。在长续航版的Model 3上。第三代超级充电桩技术V3 Supercharging能让它实现250kW的充电功率。这也就意味着可以实现充电5分钟。续航增加120公里续航的水平。可惜的是。这样的充电桩目前只在美国总部设立。还未真正普及。
研究高功率快充的还有德国人。保时捷和宝马等品牌正联合打造450kW的超级充电桩（命名为Fastcharge项目）。如今也在试运行中。此前。保时捷Taycan原型车就展示过用400kW以上的功率进行充电。能达到充电3分钟实现100公里的续航。
当然。作为发明汽车的民族。德国人的野心也远不止如此。Fastcharge项目团队正在研发920kW的充电桩。而由于高电压。高电流的原因。德国人不得不给充电电缆加入液冷技术。这也使得它目前还面临很多技术问题。如果未来能大规模普及。那将真的能做到充电与加油一样。甚至比加油更快的能源补给。
视线转回我们国内。在我们能买到的电动车中。小鹏汽车宣布在北京。上海。广州。深圳。武汉等城市布局了多座超级充电站。其中每座充电站中的充电桩的最大充电功率能达到180kW。单车可以获得最大120kW的充电功率。
有着“换电技术”的蔚来汽车也提供超极充电桩服务。其中有充电功率在120kW的独立充电桩。也有在总充电功率300kW的线路中分出4-6个充电桩。再根据充电车辆数量及电量分配充电功率。
汽车电动化已然是大势所趋。而在优化用车体验上。续航能力与充电时间都是纯电动车目前所面临的两大难题。在电池能量密度未能取得长足进步的当下。高功率快充或许可以解决部分里程焦虑。
无论是特斯拉。小鹏。蔚来。还是其他品牌车型。都致力于打造充电效率更高的超级充电桩。而且未来。国家电网也将增大民用快充直流充电桩的充电功率。
当然。“打铁还需自身硬”。很多车型的BMS电池管理系统会限制车辆的充电效率。在建设更多更高效的超级充电桩同时。还要提升车辆本身对高功率充电的应对能力。相信到那时。纯电动车用户的里程焦虑也会慢慢消失。
“充电5分钟。行驶千公里”在未来可能真的不是梦。
