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电池技术不断提升 电动汽车将告别“充电焦虑”


来源:动力之源

[导读]  在深圳的集中式充电站,越来越多电动汽车司机正在使用兼容多种功率的充电堆设备为车充电。

中国粉体网讯  一般认为,电动汽车“快充”是指电池从0%充电到80%的时间小于30分钟的充电技术 


在日前举办的电动汽车大功率充电试点专题研讨会上,宁德时代向参会代表展示了采用“超级铁锂+高能量密度快充石墨”体系的超级铁锂电池的充电过程。该产品可进行“5C”充电,演示过程仅用时7分12秒就完成了20%至80%的充电,而20%到100%的充电,也仅耗时13分8秒。 


储能技术专家、Ecoflow创始人王雷博士说,“超大功率充电用的是高压直流技术,形象地讲,就是把电倾倒进入电池里”。“5C”中的单位“C”,指的是充电倍率,可以理解为充放电速率。锂离子电池的充放电倍率,决定了能以多快速度将电能存储到电池里面,或者以多快速度将电池里的能量释放出来。“1C”的电流,从满电到放电完全是用1/1=1小时;“2C”即1/2小时,也就是30分钟;5C则是耗时12分钟。一般认为,电动汽车“快充”是指充电电流大于1.6C的充电方式,也就是从0%充电到80%的时间小于30分钟的技术。


锂电池快充的技术核心,就是在不影响电芯寿命和可靠性的前提下,通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极移动的速度。宁德时代新能源股份有限公司快充项目负责人王升威博士表示,在负极石墨表面,宁德时代采用了“快离子环”技术,相当于在石墨表面打造一圈高速跑道,极大加快锂离子在石墨层的嵌入,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性。另外,电池内部的散热速率,也是影响倍率性能的一个重要因素。如果散热速率慢,大倍率充放电时所积累的热量无法传递出去,会影响锂离子电池的可靠性和寿命。宁德时代开发的快充产品,搭载自主研发的热管理系统,能充分识别固定化学体系在不同环境下的“健康充电区间”,拓宽锂电池的运营温度区间。 


“大功率充电的需求非常明确,无论国内外,商用车、出租车、网约车等车辆都有迫切需求。尤其在车位、充电桩资源紧缺的北上广深等特大型城市,车主在很难找到车位充电的情况下,会对大功率充电产生强烈需求。”倪峰说,“但300kW以上的大功率快充产品在全球范围内都处于刚起步阶段,电池发热、设备体积、安全隔离等技术问题还有待优化,从技术成熟到市场成熟又有较长的路要走;此外,还有充电站建设、电网供电等基础设施配套问题尚待解决”。 


管理与服务需更精细 


专家表示,为促进电动汽车健康发展,充电服务的智能精细化管理,是大势所趋。 


我国已经连续3年位居全球新能源汽车产销第一大国。截至去年底,我国新能源汽车累计销量达到180万辆,在全球累计销量中超过50%。“根据市场趋势,2020年以后,三四百千瓦以上的大功率电动汽车会越来越多。”倪峰认为,“无论是充电堆还是电池本身,技术方面已经不存在什么问题”。另外,虽然早期运营商没有考虑功率扩容,但近年来,已经有越来越多运营商在集中式充电站预留了扩容空间,“更大功率的充电需求出现后,站、桩、堆都能直接扩容——增加相应的模块就可以了”。 


中国电力企业联合会标准化管理中心副主任刘永东表示,在充电的方式上,未来电动汽车的趋势将是“私人交流充电桩日常慢充”与“公共快充补电”长期并存、互相结合。“对于使用电动汽车通勤的城市家庭而言,下班后在家使用私人充电桩充电,长时间的慢充已经可以满足大部分需求;在充电站使用快充,更多将是一种必要的补充”。 


充电领域管理体制的优化是多位专家所盼。倪峰举了充电站电源模块冷却方案的例子。电源模块冷却主流方案有水冷、风冷模式,前者使用寿命长、可靠性高,但价格昂贵;后者价格低廉,但对环境要求高,长时间使用容易发生灰尘堵塞等现象。“国内的招投标‘价低者得’的机制让很多运营商采用了风冷模式,但使用不到两年就需要全部更换,算下来综合使用成本反而比使用水冷更高。”倪峰说。 


在刘永东看来,私人充电桩的安装与管理仍有较大发展空间。“不少小区尤其是老旧小区,由于配电容量有限、物业不配合等原因无法普及安装;而利用技术平台推行并管理用电低谷时段充电的做法,也有待进一步推进”。充电服务的智能精细化管理,是大势所趋。 


“我们今天谈论充电技术和管理、服务的提升,都是以电动汽车健康发展为大前提的。”倪峰说,“电动汽车最根本的动力仍然来自电动汽车本身,来自整个产业链生态的调整和变化。我们最关注的仍然是,取消相关补贴后,用户自发消费、使用电动汽车的欲望有多强烈,这是事关整个产业长远发展的关键”。   (粉体网编辑整理/土豆儿)

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