快充才是车载动力电池发展的必然趋势

第一电动 雷洪钧 T中
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车载动力电池发展技术路线,从电能补充上基本分为换电、充电两类,而充电充模式基本上分为慢充、快充两种。经过实践证明,在商业车(含大客车、城市配送车),其换电模式基本出局。但是不少机构坚持认为对出租车而言,换电模式有一定生命力,其实不然。认真研究后的结论是,快充才是车载动力电池发展的必然趋势。

快充才是车载动力电池发展的必然趋势

一、什么是快充、慢充?

快、慢是相对的。这里先解释一下充电速度单位。充(放)电速度单位是充电倍率(符号为C),充(放)电倍率的基本含义是指电池在规定的时间内充(放)其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数。通俗地解释如下:

a)一辆车在出厂时,其车载电池容量固定好了,到了用户手上是不改变的。不同规格车辆,其载电池容量是不同的,这车辆设计时已经规定了的。

b)1C(1倍率)是一个相对概念,不同规格车辆,其载电池容量是不同的,但是都规定为1C;

c)1C(1倍率)的速度概念是,1个小时能把车载的电池电容量全部放完了(或者充满)。对用户而言,载电池容量是多少,不去管它了。用户要的充电的时间是多少。用户知道下面知识即可:

·车电池的充满要用60分钟,则充电倍率为:1C,即1C=60分钟;

·车电池的充满要用120分钟,则充电倍率为:0.5C,即0.5C=120分钟;

·车电池的充满要用300分钟,则充电倍率为:0.2C,即0.2C=120分钟。

如果用户希望5分种能把自己车辆电池充满,则要求的电池充电倍率为12C。2017年工信部对快充电池补贴的规定是充电倍率3C起步,最高15C。对用户而言,3C=20分钟,15C=4分。

从上面的表述中可以看出,对一辆车充满电池,如果超过20分钟,则这个电池就是慢充电池,少于20分钟就是快充电池了。实际上大众的心里需求是用4分能把电池充满。

二、目前电动汽车与燃油汽车比较

汽车作为交通工具。大众最看中的最关键是指标是二个:一是电动汽车一次充电续驶里程;其次要求电能补充方便性(含充电时间要短)。电动汽车要追赶燃油汽车必须要在这两个指标上,要有一定先进性。否则电动汽车,在市场上与燃油汽车相比,没有竞争力。

1)电动汽车一次充电续驶里程与传统燃油车差距?

a)柴油大型公交客车加一车油,能跑500公里以上,天然气公交车加一次能跑180公里;

b)电动大型公交客车加满电,能跑200公里,而公交公司较低的要求是,加满电能跑300公里。

2)电动汽车能量补充时间上与传统燃油车差距?

对电动汽车,电池厂家一般要求按0.33C充电,即大约180分钟(3个小时)。而传统汽车加满一箱油的作用时间,10分钟内是基本上能完成的。

3)电动汽车与传统燃油车在以上的两个关键指标上的比较

锂离子电池是(0.46~0.72MJ("兆焦")/kg),汽油能量密度大约是12~17MJ("兆焦")/kg,按汽油机的效率通常在30%~70%,所以100kg的锂电池充满电的带电量大约只相当于3公斤汽油的发电量。

即如果要求同样的持续里程,汽油车配一箱汽油,电动汽车要求配33.3倍重量锂电池。目前的材料体系动力电池,要追赶高于它33.3倍比能量的差距,其理论告诉大众,是没有可能的。

目前动力电池比能量与汽油相比,太低了。通俗讲,目前锂电池太重,所以说,新能源汽车要替代汽(柴)油将一个漫长的过程。发展新能源汽车(或者纯电动汽车)必须要找到与传统汽车能量密度的平衡点。

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