快充時代來了?歐陽明高院士:未來乘用車充電主體仍是慢充

“我認為,未來在乘用車充電方面,主體是慢充,只有大約20%的情況下需要快充,這部分主要是應急快充。” 中國科學院院士、清華大學教授、汽車安全與節能國家重點實驗室主任歐陽明高,在3月30日於江蘇常州舉行的須彌山大會上,指出了未來電動車充電模式的方向。須彌山大會由江蘇省工業和信息化廳、常州市人民政府指導,江蘇省新能源汽車智慧能源裝備創新中心主辦,會議聚焦電動汽車發展的產業生態。

歐陽明高表示,如今為了讓電動汽車的充電速度更快,從充電機的角度已經可以做到最大輸出功率350kW的快充,但對動力電池和整車來說,基礎性的影響較大。想要快充,並非充電機功率有多大,電池就能接受多大,其核心問題在於電池的充電倍率,這一指標決定了快充能否實現。

充放電倍率指的是能量存儲和釋放的速度。比如,額定容量為100Ah的電池用20A的電流進行充電時,其充電倍率就為0.2C。電流越大,充電倍率越高,充電也就越快。作為動力電池,除了要滿足充電快,還需要滿足人們對汽車續航里程的基本要求,續航里程則是由電池的能量密度(Wh/kg)決定的,即單位質量可以存儲的能量多少。

歐陽明高提到,在不考慮能量密度高低的情況下,將電池的極片做得非常薄,就可以實現較大的充電倍率;另一方面,隨著電池能量密度的不斷提高,電池的極片又需要做得更厚,以減少極化帶來的能量損失。因此,目前充電倍率達到30C的電池完全可以做到,但高能量密度的電池最高做到3C的充電倍率都很困難,離快充的要求更是相去甚遠。

另一方面,一直保持大電流快充也存在明顯的缺陷。就像倒啤酒倒得太快會產生泡沫,反而倒不滿一樣,電池內部的電化學反應需要一定時間,用過大的電流充電會造成電充得不夠滿。

“總體來看,針對應急快充,我們還需要更多的技術創新。”歐陽明高表示,此前特斯拉推出的250kW超級快充就是一種創新的技術。

“特斯拉的超級快充號稱最大輸出功率是250kW,實際上並不是以250kW的功率一直充。”歐陽明高介紹,現實情況是,當電池剩餘電量(SOC,也稱電池荷電狀態)在10%-20%時,充電功率會在240kW左右;當剩餘電量到50%的時候充電功率就降到150kW,到70%的時候則只有88kW左右了。所以平均功率實際上應當為120kW-130kW左右。

以目前一輛電動車大約需要60度電計算,用這樣的充電樁只需要半個小時就能基本充滿。而在應急快充的場景下,相當於充1分鐘能支持電動車跑10公里,充15分鐘電能跑150公里,已完全可以滿足即時的需求。當剩餘電量到70%以上的時候,充電功率就急劇下降了。因此歐陽明高認為,快充肯定不是要把電池充滿。

“快充只是應急用的,比如在高速公路上。而慢充則是必須的,尤其是未來電動車跟智能電網結合的時候,”歐陽明高表示,“慢充的好處在於,車一直插著電,不光是為了充電,也為了平衡電網的波動,起到儲能的作用,甚至還可以往電網回送電。”