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汽车界的vivo:充电五分钟,行驶200 km

2021-09-30 13:37
【新能源汽车网】

从30kWh到90kWh、从100到150kWh,这些年不少电池生产厂家一直为电动汽车身上“续航焦虑”标签不断改进,从最早的不到200km一直到现在的600、700km,甚至破千。

但即便如此,在面对需要充电的时候还是存在诸多不确定性因素,等位、故障、效率低等情况并不少见。譬如在充电时长方面,以国标60kW的快充桩为例,一个60kWh的电池充满需要1-2小时;而换成一个100kW的电池包,往往这个充电时长就要超过3个小时。

所以与其说是里程焦虑,倒不如说补能所带来的的焦虑才是症结所在。

以往像蔚来在换电方面,或者特斯拉、小鹏在超充方面等这些“新鲜事”都是新势力们最爱干的事,但其实像保时捷、大众等传统车企也都在超充技术上不断探索。譬如广汽埃安在今年8月便发布了现阶段充电速度最快的超倍速电池技术,而在9月初随着Aion V Plus的亮相,这一项技术也正式步入量产阶段。

那么,广汽埃安这个倍速电池 A480充电桩,充电五分钟,行驶207km这一过程是如何实现的呢?

● 倍速电池:不是石墨烯电池

快速了解倍速电池:

1、支持最快6倍的充电速率、880V高压平台;

2、用了高孔隙涂覆陶瓷隔膜 高功率电解液;

3、大幅度提升迁移速率、嵌入速度,以及导电能力。

说起电池,想必大伙也都清楚目前锂电池依然是最为主流的电池之一,其主要由正极、隔膜、负极、集流体和电解液等材料组成。其中,最常见的圆柱电芯内部是由同样大小的正极、隔膜、负极三者叠加而成。而正极、隔膜和负极都被电解液所浸泡着,目的是为了给锂离子提供迁移的通道。

锂电池的基本逻辑就是锂离子从正极出发,经过隔膜、电解液到达负极,在脱出、迁移、嵌入这三个过程中,迁移和嵌入的锂离子越多,充电速度就越快。而埃安倍速电池的低层逻辑便是在这个迁移和嵌入的过程中提升效率。

不过,从埃安的发布会来看,全程并没有提及关于锂离子脱出速率与此前的变化,所以这方面应该没有什么新技术的加成。而锂电池充电首先要让锂离子从正极脱嵌。然后再进入电解液,接着再从迁移到负极并且嵌入,那么这会的迁移速率加上嵌入的速度就成了关键,也就是埃安倍速电池的核心所在。

这里不得不提及“隔膜”的存在,其主要是在吸收电解液后,为防止内部短路将正、负两极经行,同时还要允许锂离子进行传导。由于隔膜的存在会增加离子电阻,但隔膜的孔隙率有限,所以也就意味着电解液和电极之间接触的面积同样有限。

因此,微孔隙结构便导致了锂离子电流会有平均更长的传导路径。所以,改善隔膜厚度、提高孔隙率、增大孔径都可以有效的降低离子电阻,从而提高电池充电效率。

虽然埃安没有提及具体的相关数据,但目前市面商用化的锂电池,普遍隔膜厚度在20-30微米之间,孔隙率在40-70%左右。结合已知数据,埃安或许采用的是更高的孔隙率,预计接近70%的水平。

从目前已知信息来看,埃安提高了隔膜孔隙的覆盖率便是提升迁移速率。此外,上文提及的“石墨烯”材料,在埃安的电池包内也有出现。

注:石墨烯是因为导电性强,所以是作为导电添加剂的形式出现,并不是所谓的“石墨烯电池”。

与此同时,由于锂离子的嵌入效率低,所以埃安在电池内部对负极也进行了处理。用软碳、硬碳和石墨烯包覆。更重要的是880V的高压平台能够让埃安的倍速电池实现最高480kW的充电功率。

而整个电池技术的难点就是这个880V高压平台,因为要想实现快充,充电功率就必须有高严格的要求,同时还要对电池系统的寿命、安全以及系统热管理等方面有更高的要求。虽然这一方面埃安同样没有披露太多细节。但相信埃安在电池的比能量、比功率,以及充电接口、电池热管理等方面均有相应的调整。

同时对于大电流对于电池的热效应可能存在电池寿命的影响,埃安给出的信息是可循环使用100万km。

● A480充电桩:比特斯拉V3还强?

既然电池的充电技术做出来了,总得配套一个效率更高的充电桩,才能发挥其意义所在,实现快充。因此,发布会亮相的第二款产品便是——A480超级充电桩。

快速了解A480超级充电桩:

1、最高充电功率480kW,最大功率1000V,电流600A;

2、电桩采用液冷式充电系统,降低充电桩过热故障。

所谓的液冷式充电系统其实早已在行业内多次被提及,特斯拉V3超级充电桩上就有液冷充电系统,最大功率1000V的标定。液冷系统就是让循环液在一个密闭通道中循环,进行散热,其制冷效果是通过压缩机和膨胀阀进行气转换并且温度控制,再由冷凝器散发热量。

主要优势是减少整桩待机损耗和电费,降低运营成本,同时也不会与外界空气直接换热,避免了外界的粉尘、潮湿等不良的环境对功率和电器零部件造成腐蚀或者损耗等影响,特别是在环境较为恶劣的情况下。其次,液冷模块系统的尘密和换热设计也能够有效保证了与其他电气零部件的间隙,降低腐蚀和其他因素影响造成的电气短路,降低故障率。

此外充电功率这一方面,目前特斯拉V3超级充电桩,充电功率250kW,而埃安发布的充电桩是实现480kW的充电功率, 二者虽然逻辑是极为相似,但埃安的充电功率比特斯拉接近一倍。

● 写在最后

据了解,广汽埃安正在加速构建人、车、桩、网一体化的可持续利用能源生态,计划今年完成超过100个超级快充站的布局建设。到了2025年将在全国建成埃安超级充电站2,000个,覆盖300个城市。

随着搭载全新支持快充电池埃安AION V Plus的即将上市,新能源电动车超充这一消费体验也将迎来新的“搅局者”。那么,充电五分钟,行驶200km的感觉到底有多惊艳,我们拭目以待!


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