[专栏,看电池]电动车充电快到18分钟慢到8小时?…为何有快充和慢充
充电时间最长相差27倍
技术门槛高的快充市场
韩国企业位居美国与全球第1、第2
给内燃机汽车加油,再怎么久也不过5分钟。那么给电动车电池充电要多久?根据充电时电流大小不同,时间从18分钟到8小时不等,最多相差27倍。
电动车电池充电按照电流供应速度,可分为慢充、中速充电、快充和超快充。并非权威机构统一规定,而是由各家运营商自行划分的体系。一般把充电机输出功率13千瓦以下称为慢充,100千瓦以下为中速充电,200千瓦以下为快充,200千瓦以上为超快充。根据起亚官方网站信息,以搭载58千瓦时电池的起亚电动车EV6为基准,在电量从10%充到80%时,使用50千瓦快充桩约需63分钟,使用350千瓦超快充桩约需18分钟。虽然未明确标注慢充时间,但简单换算,若采用7千瓦慢充,则大约需要8小时。
从理论上看,电池充电方式会影响电池性能。原因可以从充放电原理中找到:充电时,原本在正极的锂离子通过电解质移动到负极,同时电子沿导线移动,在负极与锂结合并储存;放电则是已充入的锂再次释放电子,向正极移动并被储存的过程。
锂离子从原本所在位置出发,在正极和负极之间往返移动,会逐渐改变正负极的结构。要延长电池寿命,关键是让锂离子尽可能回到原来的位置。以较小电流缓慢充电时,锂离子能比较稳定地回归。快充则是让锂离子在正负极之间高速移动,速度过快时,可能引发电池性能下降的劣化现象。通俗地说,快充会“啃噬”电池寿命。但有电池行业人士表示:“因为快速充电很重要,所以快充技术的研发一直非常活跃”,“目前超快充电桩已经实现商业化,各种充电方式之间的差距已不像过去那么大。”
慢充和快充在电流转换位置上也不同。韩国电力公司以交流电(AC)的形式供电,而给电动车电池充电需要把电转换为直流电(DC)。快充桩内部装有将交流转换为直流的“功率模块”部件,体积接近成年人身高,块头大,安装也较为困难。
慢充则是把转换部件装在电动车内部。虽然以交流电输入,但车内名为车载充电机(OBC,On Board Charger)的部件会将其转换为直流电后再利用。因此慢充桩安装方便,可以做得很小,直接固定在墙上。
在超快充电桩领域,SK Signet在美国市场占有率排名第一、全球排名第二。该公司去年投资1500万美元(约合197亿韩元)在美国得克萨斯州建设工厂,将从下月起量产全球充电速度最快的400千瓦级“V2”充电桩,在15分钟内即可将电量充至80%。虽然是超快充,但只充到80%似乎不算“充满”,之所以把80%视为“充满”,是因为政府为防止快充桩出现排队混乱,从今年起规定快充时电量充至最多80%或连续使用50分钟后必须停止充电。SK Signet相关人士表示:“快充相比慢充,技术进入门槛更高”,“从交流转换为直流的技术开发非常困难。”
Daeyoung Chaevi和乐天信息通信子公司EVSIS也是快充领域的主要参与者。LG电子的HiEV Charger也在市场上销售,但占有率并不高。海外企业方面,有瑞士的ABB、澳大利亚的Tritium,以及意大利的Alpitronic等。
充电接口方式(充电枪接口)大致分为特斯拉规格和非特斯拉规格。韩国、美国和欧洲的标准是综合充电系统CCS(Combined Charging System)。全球电动车市场份额第一的特斯拉则制定了不同于此的北美充电标准NACS(North American Charging Standard)。近期,继美国整车厂福特和通用汽车(GM)、Stellantis之后,电动车企业Rivian也表示将采用特斯拉标准。有舆论认为,CCS与NACS已正式展开激烈的市场主导权争夺战。
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