解析:充电5分钟续航200公里,埃安离特斯拉差多少?

浏览:2043   发布时间: 08月30日

大部分抵触新能源或者不选择新能源车型的消费者,是不是大致原因都因为你认为它不能给你带来良好的用车体验。而这种"良好的用车体验"主要体现在充电问题,和续航里程焦虑。

如果能做到像燃油车加油一样,分分钟解决能源需求,那新能源车型的痛点就不存在了。充电几分钟,续航200km+,这事儿让广汽埃安干成了。8月底的一场发布会上,广汽埃安发布了倍速电池+A480充电桩,让其充电5分钟,能行驶207km。

从技术角度,怎么实现这个快充的过程?我们今天来分析一下。

倍速电池:不是石墨烯电池

埃安发布的这款电池技术,所谓倍速电池,梳理一下信息点:

1倍速电池,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(石墨烯);

3实现迁移速率、嵌入速度、导电能力的提升。

我们先讲一下电锂池充电的原理。锂电池的基本组成,有正极、隔膜、负极、集流体和电解液。最常见的圆柱电芯,内部是由同样大的正极+隔膜+负极叠加起来的。而正极、隔膜和负极都被电解液所浸泡着,电解液是为了给锂离子提供迁移的通道。

底层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+嵌入这三个过程单位时间迁移和嵌入的锂离子越多,充电速度就越快。而埃安倍速电池的底层逻辑,是把迁移和嵌入的过程效率提升。

根据埃安发布会的信息,没有提到锂离子脱出速率有提高,这方面应该没有什么新技术投入,而锂电池充电首先要做的事儿就是让锂离子从正极脱嵌。随后,锂离子进入电解液,这时候锂离子需要迁移到负极并且嵌入,那么这会儿的迁移速率+嵌入速度就成了关键。

提到迁移,就得聊隔膜,隔膜在整个电池包里的存在比较"纠结"。隔膜吸收电解液后,隔离正、负极,以防止内部短路,但同时还要允许锂离子的传导。但,隔膜的存在会增加离子电阻,由于隔膜的孔隙率有限也就意味着电解液和电极之间接触的面积有限。所以,微孔隙结构导致了离子电流会有平均更长的传导路径。改善隔膜厚度、提高孔隙率、平均更大的孔径,都可以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;埃安提到的"高孔隙"应该不是孔隙的直径,而是更高的孔隙率,这里应该会是70%(或接近)的水平。隔膜的涂覆层是一种陶瓷隔膜,为了避免热失控下的内部短路。

目前看来,埃安提升迁移速率的办法之一,是提高了隔膜孔隙的覆盖率。另外,第二点是上文提到的"石墨烯"材料,在埃安的电池包内也有出现。这里简单说一下,石墨烯因为导电性好所以作为导电添加剂的形式出现,并不是"石墨烯电池"。

另外,由于离子的嵌入效率低,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。更重要的一个点是880V的高压平台,让埃安的倍速电池能实现最高480kW的充电功率;先不谈技术,短期内买到的可能性不大,因为成本不低。这个高压平台应该和保时捷800V的高压平台技术相似,且应该还是均胜电子提供的。

整个电池技术的难点是880V高压平台,因为快充功率要求比较大,所以会对电池系统的寿命、安全以及系统热管理等方面有更高的要求。这方面,埃安并没有披露太多细节。但总的来说,快充实现起来不容易,比如电池的比能量、电池的比功率,充电接口和电池热管理,这些都要进行相应的调整。

而最大的难点,就是成本高;另外就是大电流对于电池的热效应,可能会缩短使用寿命,但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?

埃安把电池的充电技术做出来了,但还得配套一个效率更高的充电桩,才能实现快速充电。发布会亮相的第二款产品,就是A480超级充电桩。

充电桩信息梳理:

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。

这其中的液冷式充电系统,没啥难点。充电桩液冷系统商业化已经快两年了,特斯拉V3超级充电桩上就已经有液冷充电系统。最大功率1000V的标定,从2018年就已经被业界提起,近几年都在800V的标定发展,高压技术是未来的趋势,能让整车高压线束更轻更细,充电桩线束也同理,功率也能提高。

液冷系统逻辑,是让循环液在一个密闭通道中循环,进行散热。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。

液冷式充电系统的优势主要就是减少整桩待机损耗和电费,降低运营成本。液冷模块模块和电器件与换热分仓设计,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,尤其是环境较为恶略的条件下应用。其次,就是液冷模块系统的尘密和换热设计,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。

然后,把看点放在充电功率上。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已经做到了480kW的充电功率。但逻辑应该是相似的,A480大功率充电桩同样也有液冷电缆线,保证大功率的电流输出不会过热。

不一样的是,特斯拉能够在车辆导航去往V3充电桩的路上给电池包加热,确保到达充电桩时有刚好的温度进行高效率充电,埃安目前没有提及相关内容。

总结

电动汽车的发展,让我们必须面临高压的"危险区域",让今后的新能源车型可以轻松且短时间的完成充电过程。这对于动力电池+充电桩提出了严苛的要求,而且高压平台以及充电桩会是以后电动车发展的趋势。

目前来看,快充电池和快充电桩前景一片光明,但路也确实不好走。攻克技术难关之后,攻克成本问题然后再大面积的铺开、普及,这需要的时间和研发成本将会很难估量,但这是一条必经之路。

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