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观点:快充有前置条件 锂电池原理上不能快充

导读: 目前宣传动力电池能快充的文章已经是越来越多,一些厂家的宣传,有些过头了,还有一些专家也跟风说,30分钟、15分能完成对电动汽车的充电,更有可笑的,说在5分钟之内能完成充电任务。

目前宣传动力电池能快充的文章已经是越来越多,一些厂家的宣传,有些过头了,还有一些专家也跟风说,30分钟、15分能完成对电动汽车的充电,更有可笑的,说在5分钟之内能完成充电任务。笔者表示担忧,这些宣传会对行业发展是不利的,搞工程的人都理解,“原理上不通,工程上不可能通的”,锂离子电池原理已经告诉人们,不能快充电。

一、什么是快、慢充?

车载电池都是有正负极的,能对电池充电的,一定是有正负极的直流电源。什么意思?电网的交流电是不能直接给车载电池充电的。

但是给电动汽车充电,都是民用220V,或者工厂用的380V的交流电。这是为什么?这是工程师们用“交流变直流(AC/DC) ”装置,将交流电变成直流电了。对普通用户要记住:

①对车载电池充电的电源,必须是直流电源,交流电源是不能“直接”对锂离子电池充电的。

②直流电源在哪里?目前电网的电,都是交流电。而给电动汽车充电的直流电,是通过“交流变直流(AC/DC) ”装置转换而来的。

③“交流变直流(AC/DC) ”是一个装置,是符合标准要求的产品。这个装置如果装在车上,车与充电接口就是交流充电接口;这个装置如果装在车下(地面),车与充电接口就是交流直流接口。

④交流变直流(AC/DC)装置在地面可以做成大功率的(注:功率愈大,体积越大、质量越重;而汽车有绝缘要求,有体积、重量限制,于是车载的交流变直流(AC/DC)都是功率小的。

第一个层次的“快与慢”的概念。直流接口的充电速度,比交流充电接口速度要快。原理上,直流接口的充电速度是3个小时到4个小时,交流充电接口是6小时到8个小时。(注:电网能保障提供,民用220V,或者工厂用的380V的交流电)

第二个层次的“快与慢”的概念。目前理论上的直流接口的充电速度是3个小时到4个小时,与燃油车加油5分钟相比较的。由于原理上的限制,有专家提出“30分钟(或15)充电到80%”的概念,还有20%空间,充电时间被忽略了。换一句话,把充电整个过程,进行分段了。

第三个层次的“快与慢”的概念。直流接口不能快电,是指3%到99%整个过程,完全充满而言;直流接口能快充电,基本上指20%到80%整个空间而言的。这是锂离子电池充电(放电)曲线的一部分。一些厂家对这条曲线,做了一些优化而已。从原理上,无实质创新。

二、直流接口不能快充是综合性结论,可以快充是许多前置条件的

先看一个大家日常生活的例子。木桶,是用来蓄存水的,水龙头给空木桶加水的。木桶有容积的(与车载电池额电量相似),水龙头最大出水量也是一定的(与充电接口相似)。分析如下:

①要给容积已经确定了木桶加水,如果要快,可以把水龙头开到最大。

②水龙头出水量确定了,如果要快加水,可以把木桶容积做小一些。

③要给容积已经确定了的木桶加水,水龙头出水量也确定了,加水就有一个平均(额定)速度。平均速度是有最快速度和最低速度而来的。

动力电池可以快充的逻辑分析:

①车载电池容量已经明确,如果要快充电,物理上做法是,多加1个(或者2个)充电接口,目前12米纯电动公交车,是这个做法。

②充电接口的规格是国家标准(已经明确),如果要快充电,基本最做法是,把车载电池容量做小,钛酸锂充电比磷酸铁锂充电快,就是这个原理。

三、锂离子电池原理上不能快充电

目前可以快充的电池是钛酸锂,但是钛酸锂电池比能量,与磷酸铁锂、三元电池比能量相差太远。换一句话,车载钛酸锂电池,其续航里程太短。跑同样的里程,车载钛酸锂电池充电次数也多。多次快充的车载钛酸锂电池的时间比一次慢充磷酸铁锂、三元电池的时间长,对用户而言,没有一点优势。换电可以吗?也不行。换电同样要充电,换电技术上比充电难度更大,成本更高。

电动汽车电能补充,比燃油车加油速度太慢,是一个客观的短板。大家在想办法补上。如何办?笔者的观点,工程技术(工艺)必须要找原理是正确的的方案,再整合好资源(条件),不要总是用原理上不正确的想法,去尝试、再尝试。

最好办法,提高动力电池比能量,即一次慢充,汽车一次里程即可超过一天(两天、三天)的运营里程。目前动力电池比能量研发进度已经比较快了,大家的里程焦虑,会慢慢消失的。

(作者:雷洪钧)

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