通過(guò)將更有推動(dòng)力的新材料成分添加到電池中，創(chuàng)新者們正努力沖刺5分鐘充電的“臨界線”。

目前，特斯拉、大眾、雪佛蘭，以及其他一些汽車(chē)廠商紛紛推出價(jià)格在3.5萬(wàn)美元甚至更低的電動(dòng)汽車(chē)。但一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題還是存在——車(chē)價(jià)降下來(lái)了，很多人卻還是被汽車(chē)的電池容量和續(xù)航里程給嚇跑了。往往在決定是否購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)前，他們都繞不開(kāi)兩個(gè)問(wèn)題：電池的續(xù)航里程有多遠(yuǎn)?充電要用多長(zhǎng)時(shí)間?

目前，電動(dòng)汽車(chē)快充電站還未普及，許多電動(dòng)汽車(chē)都是依靠家庭式夜間充電。一臺(tái)普通的電動(dòng)汽車(chē)(如大眾eGolf)，在家庭電力模式下，通常需要充電26小時(shí)，才能提供125米的汽車(chē)?yán)m(xù)航旅程。

但符合快充模式超長(zhǎng)續(xù)航里程的電池容量正走上正軌，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的滲透普及將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

保時(shí)捷、東芝、以及其他汽車(chē)正努力開(kāi)發(fā)能夠在幾分鐘內(nèi)完成充電、續(xù)航里程在200米以上的電池技術(shù)。

保時(shí)捷稱其Mission E電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目中的鋰電池能夠直接嵌入到電動(dòng)汽車(chē)的底盤(pán)，能夠合理分布汽車(chē)重量，并且實(shí)現(xiàn)“內(nèi)部充電”。


保時(shí)捷目前已經(jīng)宣布了能夠超越現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)普通電池的電池技術(shù)。

深諳電動(dòng)汽車(chē)的使用者們內(nèi)心的“充電時(shí)長(zhǎng)”夢(mèng)魘，保時(shí)捷設(shè)計(jì)了Mission E車(chē)型，將具備310英里的續(xù)航里程(單次充電)，能在15分鐘完成80%的充電，800伏電壓。在3.5秒不到的時(shí)間內(nèi)就能完成百公里加速，短短數(shù)十秒就能達(dá)到124mph的速度，而其最高速度可以超過(guò)155mph。

這一動(dòng)作表明了保時(shí)捷在爭(zhēng)搶高端電動(dòng)汽車(chē)方面的野心。但是，上面那些讓人興奮的數(shù)據(jù)現(xiàn)在還是會(huì)被一個(gè)事實(shí)澆滅：目前的電動(dòng)汽車(chē)充電樁還難以提供如此高的電壓。目前，我們所知的800伏充電樁僅存在于保時(shí)捷今年7月新建成的柏林辦公室。


保時(shí)捷面臨的這一挑戰(zhàn)，足以說(shuō)明電壓電伏方面的支持可以在電池和電動(dòng)汽車(chē)中扮演多么重要的角色。

為了讓制造商們更快速地將最前沿的電池新技術(shù)嵌入到電動(dòng)汽車(chē)中，必須要先滿足用戶在目前電動(dòng)汽車(chē)充電中面臨的諸多挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有充電方案面臨的限制與挑戰(zhàn)

目前EV電池的充電方案標(biāo)準(zhǔn)主要分為三個(gè)等級(jí)：

等級(jí)一：在家庭中的110V-120V常規(guī)充電電壓，充電時(shí)間最長(zhǎng)(無(wú)論是哪一型號(hào)的汽車(chē)或電池)。這一等級(jí)的充電一般可以達(dá)到2千瓦/小時(shí)。

等級(jí)二：220V-240V充電電壓(一般是需要高伏電壓的吹風(fēng)機(jī)或微波爐等)。這一等級(jí)的電路一般是家庭電路，美國(guó)的一些EV充電樁也提供這一等級(jí)的充電方案。一般可以達(dá)到6.6千瓦/小時(shí)。

等級(jí)三：快充模式等級(jí)充電一般只限于美國(guó)核心城市中心市區(qū)(如華盛頓)的專用EV充電站，一般可提供400-800V電伏?？蓪?shí)現(xiàn)50千瓦/小時(shí)充電速度。

考慮到美國(guó)公路上有限的充電站數(shù)量，電動(dòng)汽車(chē)的用戶們出一趟門(mén)需要在這種代步工具上有諸多考量(還要事先確保找好最佳路線)。有時(shí)需要考慮的不是要走多遠(yuǎn)，而是要考慮發(fā)電泵需要用多久。

以大眾eGolf電動(dòng)汽車(chē)從紐約到華盛頓的226米車(chē)程為例：

在車(chē)庫(kù)充電26小時(shí)后，eGolf的駕駛行程只能行駛一半多的路程(125米)。

如果有幸半路碰到一個(gè)等級(jí)二(220V-240V充電電壓)的充電樁，那么要繼續(xù)充電5小時(shí)后才能再往前開(kāi)125米，如果碰到一個(gè)等級(jí)三(400V-800V充電電壓)的充電樁，則需要大約半個(gè)小時(shí)。

另外，一般買(mǎi)車(chē)時(shí)都會(huì)建議車(chē)主在行駛過(guò)程中只充80%的電量(為了保持電池壽命)，因此在226米的行程中，半路停下來(lái)充電的時(shí)間實(shí)際上比上面預(yù)計(jì)的可能會(huì)多，要停下來(lái)兩次進(jìn)行充電。

通過(guò)增加電壓減少充電時(shí)間，以及增設(shè)更多的充電樁就能解決這些問(wèn)題了嗎?不一定。 

目前大部分的電動(dòng)汽車(chē)都能標(biāo)配等級(jí)一和等級(jí)二的充電，但提供等級(jí)三或者400V/50 kW的充電則還在少數(shù)。如果控制不好，快充產(chǎn)生的熱量在傳導(dǎo)過(guò)程中很可能會(huì)損壞電動(dòng)汽車(chē)引擎。支持快充的方案很難做到，一些低價(jià)的電動(dòng)汽車(chē)甚至都沒(méi)有快充反饋系統(tǒng)。

快充方面也有了一些進(jìn)展。例如，最新的雪佛蘭Bolt電動(dòng)車(chē)就能夠支持高達(dá)55千瓦的充電電壓(在理想溫度下)，一份來(lái)自Innovative Vehicle Institute的報(bào)告顯示。

高伏充電嶄露頭角

為了準(zhǔn)備好迎接電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代，越來(lái)越多千瓦/每小時(shí)的充電方案正在浮出水面。

特斯拉的1000個(gè)“超級(jí)充電站”正逐漸在美國(guó)鋪開(kāi)，能夠?qū)崿F(xiàn)120-150千瓦/小時(shí)的充電速度，是目前最強(qiáng)大的充電方案。而且馬斯克已經(jīng)發(fā)推文表示，可能未來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)150千瓦/小時(shí)的穩(wěn)定充電。2018年，特斯拉將建成1.8萬(wàn)個(gè)充電樁，但受益者也僅限于特斯拉車(chē)主。

在歐洲，一些汽車(chē)巨頭(如寶馬、戴姆勒、大眾、保時(shí)捷和福特)已經(jīng)攜手合作，準(zhǔn)備在2020年前部署800V、350千瓦/每小時(shí)的充電樁。保時(shí)捷透露，屆時(shí)將有100個(gè)充電樁分布在歐洲和規(guī)劃地區(qū)的主要高速公路旁。

科技初創(chuàng)Chargepoint已經(jīng)在美國(guó)運(yùn)營(yíng)著超過(guò)3.3萬(wàn)個(gè)等級(jí)二的充電樁，1.6萬(wàn)個(gè)充電站，近期它還開(kāi)始與加油站的業(yè)主合作，為他們提供升級(jí)版的Express Plus充電站，這種充電站據(jù)稱能夠提供高達(dá)400千瓦/每小時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)充電方案。

或許再過(guò)幾年，這些充電樁就可以提供800V/350-kW的能力了。(很好奇亞馬遜的石油運(yùn)輸無(wú)人機(jī)，會(huì)不會(huì)也復(fù)制這種模式實(shí)現(xiàn)充電的運(yùn)輸和過(guò)渡呢?)

除了充電樁技術(shù)的升級(jí)，電池方面的技術(shù)創(chuàng)新也在日益涌現(xiàn)。

目前研發(fā)電池技術(shù)的一些代表性科技初創(chuàng)和制造企業(yè)

電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商不是唯一在操心電池容量的參與者。一些技術(shù)公司也對(duì)此趨之若鶩，圖的就是把自己的系統(tǒng)賣(mài)給汽車(chē)公司，為電動(dòng)汽車(chē)提供更佳性能的選擇和更快的充電方案。

技術(shù)公司正在跟蹤“挖”出鋰電池的弱點(diǎn)(這類(lèi)電池至今仍是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)電的一大主流選擇)，但鋰電池的充電容量換和里程續(xù)航電力還要走很長(zhǎng)的距離。

以色列一家納米技術(shù)初創(chuàng)StoreDot今年3月最先展示了一種稱為“FlashBattery”的技術(shù)，能夠在5分鐘之內(nèi)充電成功，單次充電續(xù)航里程達(dá)300米(根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型有所差異)。

作為一家以納米技術(shù)起家的公司，StoreDot專注于使用一種有機(jī)成分代替鋰離子電池中的常規(guī)化學(xué)成分。除了能提供超快充電，StoreDot的FlashBattery還擁有一些優(yōu)異的性能：

- 比傳統(tǒng)鋰離子電池更環(huán)保安全，生產(chǎn)過(guò)程更友好

- 在高溫條件下性能更穩(wěn)定，不容易自燃

- 與現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)電池相比，價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力

該公司預(yù)計(jì)這種電池可在未來(lái)3年內(nèi)大規(guī)模上市。

與此同時(shí)，東芝、三星等科技巨頭也憑借自己的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)現(xiàn)有鋰離子電池中的缺陷：

東芝2008年首推其可充電電池SCiB，如今這種電池已經(jīng)逐級(jí)升級(jí)應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)中，甚至電軌車(chē)、電梯、電站等工業(yè)級(jí)設(shè)備設(shè)施中。另外，東芝還推出了一種全新材料的電動(dòng)汽車(chē)電池，主要由鈦鈮氧化物構(gòu)成。它還研發(fā)了一種能夠利用SCiB電池來(lái)更高效存儲(chǔ)鋰離子的方案，不僅能產(chǎn)生更多電能，還能延長(zhǎng)電池壽命?？梢栽?000次充電使用后仍保持90%的充電容量。在第三等級(jí)充電方案下，這種電池充電6分鐘后即可提供近200米的續(xù)航里程電量。東芝聯(lián)合開(kāi)發(fā)中心的負(fù)責(zé)人稱其為“一次里程碑”，預(yù)計(jì)可以在2019年推出這種新一代的SCiB電池投入實(shí)際使用。


三星在2017年9月的法拉克福汽車(chē)零部件展上推出了一種“多功能電池包”(multifunctional battery pack)——型號(hào)為21700，可為電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航430米。用戶可根據(jù)需要改變電池組中的模塊數(shù)，如安裝了由20個(gè)模塊組成的電池組的電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程可達(dá)600-700公里，而安裝10-12個(gè)模塊的電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程僅會(huì)在300公里以內(nèi)。據(jù)了解，這種電池的成分有點(diǎn)類(lèi)似特斯拉Model 3中使用的2170型號(hào)電池——馬斯克曾稱特斯拉2170是“全球能量密度最高，同時(shí)性價(jià)比最高的電池”。

為電動(dòng)汽車(chē)革命“充電續(xù)航”

電池驅(qū)動(dòng)下的電動(dòng)汽車(chē)將成為交通運(yùn)輸?shù)奈磥?lái)，消費(fèi)者們的興趣也日益旺盛：雖有充電時(shí)間長(zhǎng)、充電樁數(shù)量不足等門(mén)檻，2016年電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)售量還是同比增長(zhǎng)了37%。

隨著動(dòng)力電池越來(lái)越容易大規(guī)模制造(并且成本更低)，會(huì)有更多的參與者加入進(jìn)來(lái)，一起為為電動(dòng)汽車(chē)革命“充電續(xù)航”。