电动汽车需要充电,就跟燃油汽车需要加油一样,是同一个道理。本篇文章,我们就为大家简单介绍一下电动汽车的充电技术,看看未来充电技术的发展,是否能够实现“充电五分钟,开车两小时”的愿景。
现状
现阶段,电动汽车充电方式主要为接触式充电,分为交流(AC)慢充和直流(DC)快充两种。
对于交流慢充,每辆电动汽车都有一个车载充电器(OBC),主要用于居住区家庭或者是工作单位等场景。充电功率一般小于10kW,充电电流小于50A,充一小时的电大概能跑10公里。
对于直流快充,主要应用于高速公路,公共设施等场景。充电功率一般大于50kW,充电电流大于100A,一般要求半个小时到一个小时内能充满80%的电。
现在市场上电动汽车交流慢充是标配,直流快充是选配。对于快慢充兼具的电动汽车,比如特斯拉,在快充模式下,可以直接绕过车载充电器,由充电桩直接连接电池进行充电,见下图。
先看看未来充电技术发展方向之一,无线充电。
无线充电主要的原理是利用嵌入地面的发射线圈产生磁场,汽车处于该磁场辐射范围内,置于车内的接受线圈在磁场中产生电磁感应,产生电流。
目前高通走在此项技术的前沿,高通提供全套电动汽车无线充电解决方案,还搭载包括异物检测、活体保护以及定位引导等重要的功能,有兴趣的朋友可以自行网上搜索。
无线充电一直是一个风口,可以想象下,今后边开车能边充电,亦或者是在十字路口等红绿灯时,利用停车间隙即可为电动车充电,这样的情形是不是很美好。
但无线充电有很多难点,充电标准没有统一,充电功率还不高。最重要的是,它需要在道路上布置线圈,基础设施的建设需要大量的成本,在充电桩都未得到普及的今天,很难想象能够得到政府支持和社会资源的投入。另外还有公众比较关心的辐射问题,都需要一一解决。
为了实现快速充电,其本质还是需要提高充电的功率。为了满足消费者对于远距离行驶的要求,以燃油汽车加油时间为参考,大功率充电也应是必然趋势。
如上图所示,可以看到在未来(时间不确定),大功率充电桩能够实现电动车在10分钟充电后能够开200公里的要求。
但大功率充电同样面临着诸多难题需要解决。从技术层面来讲,动力电池提升比能量同时,需要承受大倍率(比如4C/5C等)大电流充电,对电池热管理系统提出更加苛刻要求。对于充电桩,在元件耐压绝缘上需要重新设计,也有可能需要特殊的冷却系统对充电桩等设施进行冷却。同时,大功率的充电标准需要统一。
无论是无线充电,还是大功率充电,要充得多更要充得快,实现“充电五分钟,开车两小时”的愿景,任重而道远,未来亦可期。
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