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充电5分钟续航200km 超级快充真有这么香吗?

  • 原创
  • 作者: yc
  • 2021-09-22 07:51
  • 3.38万

最近几年,电池生产厂家一直在提高电池的能量密度,使得电动车的电池包在重量不变的情况下容量越来越大,电动车上搭载的电池包容量也从最早的30kWh一路提高到了90kWh,最厉害的甚至达到了100kWh甚至150kWh。 

在电池包重量不变而容量增加条件下电动车的续航里程也随之一路增长,从最早的不到200km一直到现在的600-700km,就算续航打个折也足以满足大部分车主一天的使用。

但即便如此,在面对需要充电时的诸多不确定性因素时,电动车依旧无法做到和燃油车一样的补能效率,所以与其说是焦虑,补能所带来的焦虑才是症结所在。

另外需要一提的是,随着电池容量的增加,在充电功率不变的前提下,补电的时间也会随之加长,在国标快充60kW的充电桩进行快充时,以往60kWh的电池用1-2小时便能充满,换成一个100kWh的电池包,往往用时就要超过3个小时。

为了缓解这一现象,蔚来推出了自家的换电服务;特斯拉和小鹏等都推出了自己的超级快充系统,这些都可以让用户的补能时间大大压缩。

以往我们认为换电、超充都是造车新势力们最爱干的事,但其实在传统的造车势力中,保时捷大众也都在超充技术中不断探索,广汽埃安在今年7月便发布了目前充电速度最快的超倍速电池技术,而随着Aion V Plus的亮相,这一项技术也正式步入量产阶段。

看到这里不禁想问,超级快充真的有必要么?在观看发布会的时候,“最高”、“最快”等字眼不断冲击着我们的感官,那么超级快充这个技术真的如厂家宣传般那么神乎其神?真的能让用户不再为充电而烦恼么?

文章的开篇我们已经基本了解了这几年电动车续航飞速提升的关键——电池能量密度的飞速提升。但在现有的电池化学体系下,电池的能量密度已经进入了一个瓶颈期,如果不在化学材料方面进行突破的话,电池的能量密度已经很难提高了。

相比于提升电池的能量密度,提高电池的功率密度(即充放电速度)在技术层面还有一定的提升空间,所以当电池的能力密度到达一定的瓶颈期后,提升功率密度自然就是部分电动车及电池厂商的主攻方向了。我们看到的各种快充、超充、超倍充也就孕育而生。

看来,想要实现更高效率的充电,一方面要提升电池包的功率密度,而另一方面需要拥有一个支持更大电压的充电桩。而AION V Plus所搭载的这套超级快充系统,其核心就是由超倍速电池技术和配套的A480超级充电桩所组成。

相比于传统电池包300-600V的电压,搭载在AION V Plus上的电池包电压可以达到880V,在与配套的A480超级充电桩配合时,最大输入电压能达到1000V,最大电流能达到500A,最高充电功率能达到480kW。这比特瓦特超充桩(400kW)、的V3超充桩(250kW)、超充桩(120kW)都要更高,官方也自信的对这个超充桩喊出了那句“充电5分钟,续航200km”的宣传语。

“一杯咖啡的时间就能充满”,“加电像加油一样方便”,超级快充真的像厂家宣传的那样方便吗?下面我就来补充下厂家不会告诉你的。

1. 5分钟增加200km续航是有条件的。

我们都知道,给任何电池充电时,都会遇到在即将充满时充电速度会变慢的情况,这与电池的化学特性有着直接关系,所以充电5分钟,续航200km也不是在所有情况下都能满足。根据的介绍及实测来看,当电池包的电量在30%-80%这个区间下接入超级快充才能达到这个480kW的充电功率。当电池包电量过低和过高时,为了保护电池的寿命,输入效率就没有这么高了。所以不要想当然地认为,既然使用超充5分钟能增加200km续航,那么再多充5分钟,可以在10分钟内增加400km续航,这是不可能的。

2.功率密度(充放电速度)和能量密度不可兼得。 

前文中我们曾提到过现阶段电池能量密度的提升已经进入到瓶颈期,所以诸多厂商将注意力转移到提升电池的功率密度来获得更快的充电效率。

但这里也要说明的是,电池的功率密度(充放电速度)和能量密度是在指标上是一对矛盾体。图中的横坐标为能量密度,纵坐标为功率密度,我们可以看到,同一个种类的电池的能量密度和功率密度是此消彼长的关系,偏重一方面必然会影响另一方面,目前电池的功率密度提升必然损失了一部分电池的能量密度,而如何让二者在一个相对平衡的状态下尽可能达到各自的最高值就是最大的关键。

换句话说,同样的技术条件下,如果想提高电池的充电速度(功率密度),那么会导致电池的能量密度下降,进而降低了同重量下电池包的容量。以AION V Plus搭载的超级快充来看,电池在30%-80%的区间可充入的电量能增加200km的续航,30%-80%这一区间正好是电池一半的电量区间,假设0-30% 和80-100%这两个区间的电动车的续航与30-80%一致的话,该车的续航也仅为400km。

3.频繁使用超级快充电池寿命会受到影响。

电池的寿命问题,是目前新能源电池产业无法回避的问题,无论如何小心地使用电池,随着时间的流逝和电池循环次数的增加,电池的容量不可避免的会存在衰减。超级快充的使用实际上就是利用电池的寿命来换取使用的便利,在特殊的使用场景下有其特别的优势。电池厂家只能利用技术的突破来不断减缓超级快充对电池寿命的影响。

上图的图片展示了同一种电池包在常温情况下,使用慢充和快充时电池包的容量衰减情况,可以看到在200个充放电循环后,使用慢充的电池包容量下降了约14%,而使用了快充的电池包容量下降了约37.5%。在这时电池厂家只能利用技术的突破来不断减缓超级快充对电池寿命的影响,但这仅仅是减缓,并无法完全消除。

4.更高输入功率导致安全性风险极速增大。 

众所周知,电流会产生热量,我们在给手机或电脑充电时都会感觉到充电器是温热的,不过这时的电流最大也不会超过10A。但在车辆使用超级快充时,想到达到480kW的功率需要500A的电流支持,而电流的增大导致的热量增加不是简单倍数的关系而是平方的关系:以超级快充时480A的电流为例,这时产生的热量是慢充16A电流时的900倍。这就导致超级快充输出最高功率时,会产生大量的热量,对安全防护和冷却设备的的要求都有了不小的挑战。

5.超级快充布局成本高。

目前市面上常见的国家电网快充桩功率都在60kW上下,而高功率的超级快充桩对场地和用电的要求会更高,同时超级充电桩对电网的用电负荷也会更大,这也一定程度上影响了超级充电桩的建设和普及。如果超级快充桩的数量少,覆盖率又不到位,容易造成我们的沉没成本增加。

要知道从2018年便开始独立搭建换电体系的,也耗时3年时间完成了全国400座换电站的搭建。而则是明确表示到2025年,在全国300个城市建设2000座超充站。以中汽协对于全国2025年800万辆电动车的销量来看,这2000座超充站能否满足那时的用户需求,都是未知数。

综合来看,使用超级快充确实能在一定程度上解决补能焦虑。但现实中找不到充电桩、充电桩损坏无法使用、说是快充桩却无法支持快充等问题仍是电动车用户在使用电动车时普遍存在的事实。所以超级快充技术的香与不香完全取决于实际的用车场景。根据自己的用车场景和需求选择更便宜的价格还是更长的续航才是关键,毕竟适合自己的才是最好的。喜欢的话请持续关注我,后续会带来更多内容,欢迎点赞、留言。(部分图片来自互联网)

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