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「84384com手机看开奖」快充、换电、充电道路、电池技术:提升续航谁才靠谱?

宝东网 2020-01-05 16:07:47
[摘要] @李大大:目前解决电动车续航焦虑的方式有这4种:电池技术、超级快充、电池更换技术、充电道路,想问还其他有效的方式吗?电池技术本身的发展,一直都是续航提升的主力军。可见,特斯拉v3超级快充,完全是依赖于特斯拉强大的研发能力、电池性能、电控管理技术,方能够普及地如此迅速。例如蔚来今年因电池包线束而引发的新势力

「84384com手机看开奖」快充、换电、充电道路、电池技术:提升续航谁才靠谱?

84384com手机看开奖,@李大大:目前解决电动车续航焦虑的方式有这4种:电池技术、超级快充、电池更换技术、充电道路,想问还其他有效的方式吗?如果没有,上面4种方式哪一种最靠谱?为什么?

谢网友邀。

单独就问题中的四种方向来看,还都能够展开来详细说一说的;我就借这位网友的提问,来聊聊为了提升续航,这四种方式究竟谁最“靠谱”。

电池技术本身的发展,一直都是续航提升的主力军。

最近数年,乘用车车载动力电池已经基本完成了磷酸铁锂电池向三元锂电池的过渡,无它,就是因为更高的能量密度,能够带来肉眼可见的续航提升。

不管是ncm(镍钴锰)电池还是nca(镍钴铝)电池,两种三元锂电池的能量密度相比磷酸铁锂电池都更具优势,并且随着“三元”不同的配比,能量密度还在持续发生着微妙的变化。

具体来看,就是根据镍、钴、锰亦或者是镍、钴、铝间不同的配比,求得更高的的能量密度。其中的原理也不复杂,那就是尽可能提高镍的比例就完事儿了。

以ncm(镍钴锰)电池为例,根据三者含量的不同,常见的就有ncm523、ncm622、ncm811(数字代表镍钴锰的比例),目前已经有诸如广汽新能源aion s、蔚来es6等车型使用上了ncm811电池,在保持体积不变的前提下,电池能量密度也能获得显著的提升。

广汽新能源aion s

蔚来es6

由此可见,高镍三元锂电池已经成为了短期内提升能力密度逃不开的发展方向,通过镍元素含量的提升,三元正极材料的比容量逐渐升高,电芯的能量密度也会随之提高。例如特斯拉所使用的21700 nca三元锂电池电芯的能量密度高达260wh/kg,它的镍钴铝比例为8:1.5:0.5,毫无疑问,它属于“高镍电池”。

只可惜,通过改变三元配比来提升锂电池的性能,成长空间注定有限,同时还承受着化学特性更加活泼的代价。有没有立足长远,更有发展前景的电池技术呢?当然是有的,这就是车载动力电池的终极目标,固态电池。

固态锂电池,顾名思义就是由固态电解质代替隔膜和电解液。固态电池对于车载动力电池性能的提升是革命性的;形象的来说,使用固态电解质的固态电池相比传统锂电池,堪比固态硬盘对机械硬盘的性能提升。

固态电解质带来的好处可是太多了,首当其冲的便是无需传统三元锂电池的石墨负极,直接使用金属锂来做负极,仅此一步,能量密度就能够获得巨幅的提升。其次,固态电解质也允许使用容量更大的正极材料,同样能够叠加提升能量密度,收益更加明显。

更重要的是,固态电解质拥有不可燃、无腐蚀、不漏液、不挥发等一大堆核心优势,以往纯电动车型中所担心的安全问题也将迎刃而解。

解决了续航、安全问题的同时,更不用说固态电池还兼备小体积、寿命长、易回收等诸多优势。因此,在可见的未来,固态电池将作为车载动力电池、甚至是整个电池行业的发展方向。

即便是研发难度巨大、成本高昂,在全行业的需求下,固态电池的未来仍然是明朗的。

虽然纯电动车的最佳补能方式是利用夜间用电波谷进行交流充电,但是以目前的用车环境来看,想要实现人均独立车位、或者说能进行充电的独立车位,是极其困难的。

没有个人车位、物业阻挠施工困难、安全标准难以统一,都阻挠着个人充电桩的普及,那么在人口密度如此高的前提下,发展公共快充站,就成了最适宜的发展方向。

我们笼统上所谓的快充,一般指的是大功率充电桩。在学术角度定义为具备大功率充电能力的充电设施,其理想充电功率≥350kw,充电时间约为10-15分钟,补充续航里程能满足300km的行驶。

然而目标归目标,目前国内常见的标准gb/t来看还做不到那么快速,国网15标主流单桩都在120kw左右,目前国内车企布局的就有小鹏汽车180kw双枪,单桩平均功率能够达到90kw,另外蔚来也有最高105kw的超充桩开始运营。

如果是本身支持较高充电功率的车型,那么大概能够实现100kw的实时充电功率,大约10多分钟就能够补能100km的续航。考虑到这是理想数值,还有不少车型在快充时只能够实现60kw左右的快充功率,这样的表现显然是无法满足快充需求的。

怎样的快充,才能够最大限度的满足人民日益高涨的充电需求呢,我认为有两个案例,可以代表超级快充的发展方向。

第一,就是目前快充体系最为完善、体验也最佳的特斯拉超级快充了。2019年3月7日,特斯拉正式在美国部署v3超级充电桩,也就是俗称的特斯拉第三代超充系统。v3超充系统最高充电功率可达250kw,利用v3超充,model 3可在5分钟内增加120km续航,这样的速度,近乎是加油般的补能速度了。

可见,特斯拉v3超级快充,完全是依赖于特斯拉强大的研发能力、电池性能、电控管理技术,方能够普及地如此迅速。

第二,大众集团所倡导的高压系统也不失为有效提升充电效率的极佳方法,具体可以参考保时捷taycan的800v高压生态系统,目前,主流400v电压技术能够在250a的电流下达到100kw的充电功率,800v电压在保持现有电流就能够达到200kw的充电功率,未来电流提升后将能够达到300-500kw的充电功率。

因此,高压系统及大电流,将会是未来超级快充技术的核心发展方向。

即便再快的超充,在高负荷长距离的行驶需求下,肯定还是换电要来得效率更高。换电本身仅需要3~5分钟就可以完成,加上进出准备时间,补能体验也要更接近燃油车一些。

更重要的在于,换电模式在根本上解决了现有纯电动车的可靠性、二手残值率等问题,因为动力电池作为纯电动车最重要的资产,其本身又无法逆转逐渐衰减的化学天性,一旦支持换电,那么这个重资产风险其实就转嫁到了厂家那边,为消费者大大缓解了压力。

例如蔚来今年因电池包线束而引发的新势力首例召回,其实就可以通过换电来迅速解决,效率不可谓不高。

这还没完,换电模式还能同步享受到动力电池技术的实时发展成果,依然是拿蔚来举例,仅仅一年过去,蔚来es8、蔚来es6就能够选择在70kwh电池包的基础上,选择更大容量的84kwh电池包,不得不说换电模式在技术上的先进性,确实是带来了诸多便利。

虽然换电模式本身好处颇多,但是其代价或许是今天讨论的命题中最大的。

首先是为了覆盖更多的车型,电池包尺寸必须要统一,蔚来正是为了打造换电体系,早期的蔚来es8同样使用了70kwh容量电池规格,因此造成综合续航较短,在媒体舆论上负面缠身。

正是换电体系统一规格对研发实力要求极高,前期的换电设施推广也需要巨额的资金支持,可谓是投入大、产出少,更不用说此换电体系只能自家品牌使用,其他电池规格五花八门的品牌就无福消受了。

可见,投入大、产出小,知道产出小、还要高投入,成为了一个鸡生蛋还是蛋生鸡的无解循环。

以此判断,在乘用车海量的用车场景下,想要全面覆盖换电体系是几乎不可能的,不过这倒不是说换电根本就没有发展前景。

若是需求度极高且分布相对集中的大城市、高速服务区,在这样的聚集区先行覆盖换电体系,高效率的运转能够平摊运营费用,其次也能够与快充体系形成一个有效的补充。我们很高兴看到蔚来已经在这么做了,其次还有北汽新能源在出租车商运领域的探索,都是十分具有发展前景的。

乍一看,似乎这是最完美的方案,一边走一边充电,岂不美哉?

事实上却不是这么回事,充电道路本身并不是多新鲜的概念,其最初的设想和手机无线充电也差不多,即预先将线圈埋入公路形成电磁场,再与线圈发生反应来为动力电池充电。不过受制于线圈的排列能效影响,移动中的物体充电效率将大幅放缓,更别说是高速移动的汽车了。

就以2018年8月中科院牵头的实验举例,这次实验建成了一条长181米的无线充电道路,按照官方的实验结果展示:移动式无线充电功率为20kw,转化率达80%,磁场强度低于国际标准27ut,行驶速度可超过60公里每小时。

我们姑且不考虑在高速行驶下的损失,假定无论何种速度下都能达到理论转化率,那么实际充电功率能够达到16kw,看数据好像还是可以接受,但是要知道181米在60km/h的速度下也仅需11s左右,若想获得可观的补能结果,在这样的充电速率下我们至少也要行驶1个小时,才能补充约100km的续航,要建成满足这么长久时间行驶的充电道路,几乎是不可能的。

有没有办法能够让充电速度更快一些呢,当然也是可以的,我们需要提供极高压的电路,在如此高压的路面行驶,似乎本身心里这关就很难迈过。更别说其形成的强大磁场本身也会产生严重的射频干扰,严重干扰我们的车载、随身电气设备工作。

因此,目前的无线充电道路均以实验为主,技术的缓慢进步以及高昂的建造费用,不对称的投入产出比,使充电道路成为可能性最低的续航提升手段。

讨论了那么多,其实这位网友提到的四种方式,除了充电道路外都是非常主流的续航提升发展方向了,它们都处于稳步发展的过程当中。并且其中并不存在谁比谁靠谱般的直接竞争关系,毕竟解决续航焦虑是一个立体化综合工程,不可能仅通过一种方式就能够一劳永逸的。

作者 | 皆电 等一个bkb

—the end—

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