充电5分钟续航200km真的这么香吗?

近年来,电池制造商一直在提高电池的能量密度,这使得电动车在重量不变的情况下,电池组容量越来越大。电动车上搭载的电池组容量也从最早的30kWh提高到了90kWh,最差的甚至达到了100kWh甚至150kWh。?

在电池组重量不变,容量增加的情况下,电动车的续航里程也会一路增加,从最早的不到200km到现在的600-700km,即使续航里程打折,也足够大部分车主一天使用。

但即便如此,面对充电时的诸多不确定因素,电动汽车仍然无法达到燃油汽车那样的充电效率,所以充电带来的焦虑才是症结而非里程焦虑。

另外需要提到的是,随着电池容量的增加,在充电功率不变的前提下,充电时间也会延长。按国标给60kW速度的充电桩充电,60kWh的电池1-2小时就能充满,换成100kWh的电池组往往需要3个多小时。

为了缓解这种现象,蔚来推出了自己的换电服务;特斯拉、蔚来和小鹏都推出了自己的超级快充系统,可以大大缩短用户的充电时间。

以前我们以为换电和过充是造车新势力最喜欢的东西,但其实在传统造车势力中,保时捷和大众也在不断探索过充技术。今年7月,广汽阿亚恩发布了目前充电速度最快的超快电池技术,而随着Aion V Plus的出现,这一技术也正式进入量产阶段。

看到这里,我不禁要问,超级快充真的有必要吗?看发布会的时候,“最高”“最快”这些词不断冲击着我们的感官。那么超级快充的技术真的有厂商宣传的那么神奇吗?用户真的可以不用担心充电了吗?

在文章的开头,我们已经基本了解了近年来电动汽车续航里程快速提升的关键——电池能量密度的快速提升。但是在现有的电池化学体系下,电池的能量密度已经进入瓶颈期,在化学材料没有突破的情况下,很难提高电池的能量密度。

相比提高电池的能量密度,在技术上还有提升的空间,所以当电池的容量密度达到一定瓶颈期,提高功率密度自然是一些电动车和电池厂商的主攻方向。我们看到的各种快充、过充、过充就这样诞生了。

在广汽爱安看来,要想实现更高效的充电,一方面需要提高电池组的功率密度,另一方面需要有支持更大电压的充电桩。AION V Plus搭载的这套超级快充系统的核心由超级双速电池技术和配套的A480超级充电桩组成。

相比传统电池组300-600V的电压,AION V Plus搭载的电池组电压可达880V,配合A480超级充电桩,最大输入电压可达1000V,最大电流可达500A,最大充电功率可达480kW。这个比特瓦特超充桩(400kW),特斯拉的V3超充桩(250kW),蔚来超充桩(120kW)都要高一些。官方还理直气壮地向这个超级充桩喊出了“充电5分钟,续航200km”的口号。

“一杯咖啡可以及时加满”“充电像加油一样方便”,超级快充真的像厂商宣传的那么方便吗?我补充一下,厂家不会告诉你的。

1.5分钟增加200km续航是有条件的。

众所周知,任何电池充电,快充满时充电速度都会变慢,这与电池的化学特性有直接关系,所以充电5分钟,续航200km并不是所有情况下都能满足的。根据广汽爱安的介绍和实测,只有电池组接入30%-80%范围内的超级快充,才能达到480kW的充电功率。当电池组过低和过高时,为了保护电池寿命,输入效率没有那么高。所以不要想当然的认为,如果你充电5分钟,就可以增加200km的续航,那么如果你充电5分钟,就可以在10分钟内增加400km的续航,这是不可能的。

2.功率密度(充放电速度)和能量密度不能兼得。?

我们在上一篇文章中提到,目前电池能量密度的提高已经进入瓶颈期,因此很多厂商将目光转向提高电池功率密度,以获得更快的充电效率。

但这里也要注意,电池的功率密度(充放电速度)和能量密度在指标上是一对矛盾。图中横坐标是能量密度,纵坐标是功率密度。我们可以看到同一种电池的能量密度和功率密度都在变化。一方面必然会影响到另一方面。目前电池功率密度的提高必然会损失一部分电池能量密度,如何在相对均衡的状态下使它们尽可能达到最高值是最大的关键。

换句话说,在相同的技术条件下,如果你想提高电池的充电速度(功率密度),就会导致电池的能量密度降低,进而降低同等重量下电池组的容量。根据AION V Plus的超级快充,电池在30%-80%区间可以多充200km,正好是电池电量区间的一半,假设电动车在0-30%区间和80-100%区间的续航里程与30-80%一致。

3.频繁使用超级快充电池会影响寿命。

续航问题是目前新能源电池行业不可回避的问题。无论电池使用的多么小心,随着时间的推移和电池循环次数的增加,电池的容量必然会下降。使用超级快充其实就是用电池的寿命来换取使用的便利性,在特殊的使用场景下有其特殊的优势。电池厂商只能用技术突破来不断减缓超快充电对电池寿命的影响。

上图是同一电池组在室温下使用慢充和快充时的容量衰减。可以看出,经过200次充放电循环后,慢充的电池组容量下降约14%,快充下降约37.5%。这时候电池厂商只能用技术突破来不断减缓超快充对续航的影响,但这只是减缓,并不能完全消除。

4.更高的输入功率导致安全风险迅速增加。?

众所周知,电流会产生热量。我们在给手机或者电脑充电的时候,会觉得充电器是温热的,但是此时的最大电流不会超过10A。但车辆使用超快充时,认为480kW的功率需要500A的电流支持,电流增加带来的发热量增加不是简单的倍数,而是平方关系:以超快充时480A的电流为例,此时产生的热量是16A的电流缓慢充电时的900倍。这就导致超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要求提出了很大的挑战。

5.超快充布局成本高。

目前国家电网中普通快充电桩的功率在60kW左右,而大功率超级快充电桩对场地和用电量的要求更高,超级充电桩对电网的电力负荷会更大,这也在一定程度上影响了超级充电桩的建设和推广。如果超快灌注桩数量少,覆盖率不到位,很容易导致我们的沉桩成本增加。

要知道,从2018开始自主建设换电站系统的蔚来,也是用了三年时间,完成了全国400个换电站的建设。广汽爱安明确提出,到2025年,在全国300个城市建设2000个过充站。从中汽协2025年全国800万辆电动车的销量来看,这2000个多充站能否满足当时用户的需求还是未知数。

综合来看,超级快充的使用确实可以在一定程度上解决能量补充的焦虑。但现实中,电动汽车用户找不到充电桩、充电桩损坏无法使用、说快充桩支持不了快充仍然是普遍的事实。所以超级快充技术香不香,完全看实际用车场景。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。如果喜欢,请继续关注我,后面会带来更多内容。欢迎喜欢和留言。(部分图片来自网络)