热议|未来电池技术对用车有何影响?普及超长续航/超快充不是梦

核心提示文:懂车帝原创 许博[懂车帝原创 产品] 从2014年国内第一台私人纯电动车交付到现在,已经过去了8年的时间。回顾这8年中国内纯电动车的发展,可以用突飞猛进来形容,从最开始的续航不足200公里,到现在续航达到500甚至600公里都已经不是什

文:懂车帝原创 许博[懂车帝原创 产品] 从2014年国内第一台私人纯电动车交付到现在,已经过去了8年的时间。回顾这8年中国内纯电动车的发展,可以用突飞猛进来形容,从最开始的续航不足200公里,到现在续航达到500甚至600公里都已经不是什么新鲜事了。如此显著的变化,可以说动力电池技术的发展是功不可没的。但是目前对于日常用车来说,最大的痛点还是里程焦虑和充电时间成本高这两方面问题。那么,未来的电池技术又会提升到什么水平?将对我们的用车带来什么样的影响呢?在日前举办的世界动力电池大会上,相关行业的专家们表述了各自的观点。当前大部分纯电动车续航水平还处在400-500公里众所周知,目前绝大部分家用纯电动车,无论是轿车、SUV或者MPV车型,动力电池基本上就分为两种材质,即磷酸铁锂电池和三元锂电池。不过,以目前广泛应用在商品车上的动力电池来看,能量密度依然在一定程度上制约着车辆的续航能力。即使有些部分车型已经达到了600公里以上、甚至是700公里的续航水平,但是大部分车型依然处在400--500公里的水准,如果遇到恶劣工况,比如低温环境、高速行驶等,续航里程还是会大打折扣。高速以及低温会使纯电动车的续航能力大打折扣所以,想要彻底解决用户在续航方面的顾虑,还是要让纯电动车拥有更强的续航能力,那么最关键的问题之一就是提升动力电池的能量密度,简单地说就是让相同体积的电池能够承载更多电量。在孚能科技股份有限公司董事长王瑀的演讲中,就提到了关于提升电池能量密度与充电速度的话题。孚能科技称已开始量产半固态动力电池据王瑀介绍,目前孚能已经实现量产了能量密度达到330瓦时/千克的动力电池,该电池类型为半固态电池,即采用更加粘稠的半固态电解质替代纯液态的电解液,相比之下能够节省15%的重量;而且负极材质采用了硅,相比碳基负极材料(如石墨等)相比,能够大大提升能量密度。硅粒子间的明显空隙有助于缓冲电极在充电中的体积变化,从而提升载电能力硅基负极材料对于电池能量密度的提升,有着非常大的潜力。我们通过查阅相关资料得知,目前的碳负极材料克容量达到360毫安时/克,已经非常接近该材料的理论极限克容量(372毫安时/克),可见提升空间已经不大。而硅基负极材料的克容量理论上可达到1000毫安时/克,所以使用这种材质,在技术成熟的情况下,或将使电池的能量密度提升数倍。而且,随着技术的进步和研究的推进,硅基负极材料已逐渐成为时下电池材料应用的趋势。岚图梦想家EV以岚图梦想家EV为例,其目前搭载的三元锂电池(由孚能科技制造)能量密度已经达到了220瓦时/千克,而新的动力电池能量密度(330瓦时/千克)是在此基础上提升了三分之一。那么在应用新的电池技术后,综合续航能力为607公里大的岚图梦想家EV,其续航水平在理论上可以提升至910公里。这或许能够在很大程度上,解决用户的“里程焦虑”。特斯拉Model Y不过,目前大部分的纯电动车型,虽同样采用了能量密度相对较高的三元锂电池,但基本上很少有突破200瓦时/千克的水平,比如:特斯拉Model Y(能量密度:168瓦时/千克,综合续航:545-660公里)、小鹏P7(能量密度:161瓦时/千克,综合续航:562-670公里)以及极氪001(能量密度:176.6瓦时/千克,综合续航:536-732公里)等车型。如果动力电池能量密度可以普遍提升一个档次,预计纯电动车续航能力提升200-300公里并不是难事。(以上数据仅为搭载三元锂电池车型的相关参数)充电速率也是纯电动车的一大痛点除了电池容量够大、车子能跑得足够远,充电速率同样得到进化,才能够节省充电的时间成本,提升车辆的使用体验。而目前孚能电池能都拥有电池电量从10%充至80%少于15分钟的超快充能力,当然要想达到这样的充电速率,还需要相应的大功率快充桩与之相配合。2021年国庆假期高速公路服务区充电站曾出现严重的充电排队现象试想一下,大容量、超长续航的动力电池,搭配上超快充技术,假设一满箱电能够在高速状态下跑600公里,可能从北京到上海的单程(约1200公里)只需要在路上充两次电,每次充电15分钟。目前在售纯电动车型,电量20%-80%的充电时间普遍还是在30分钟左右的水平。如果在快充模式下,真的可以达到节省至少一半时间的使用状态,其使用体验将大大缩短与燃油车之间的差距,而且将来在高速公路上长时间等待充电的情况,或许会越来越少了。纯电动二手车保值率低与动力电池寿命有限有着一定关系此外,动力电池的寿命也是用户关心的问题之一,而且其寿命长短还会在一定程度上影响车辆的保值率。目前大多数纯电动车动力电池的使用寿命大约为800个循环,假设用户每周完全进行一次充放电(电量从100%用到0再充至100%),即使用一个完整的充放电循环,动力电池的使用寿命大约在15年。虽然几乎能够覆盖一辆纯电动车在使用上的生命周期,但是出于对电池性能衰减的考虑,当车辆出售成为二手车时,还是会出现保值率急剧下降的情况。不过,据了解,孚能采用了硅负极材料的电池,其循环次数可以达到1600次,保守估计其使用寿命可以达到30年甚至更长时间,这无疑能够为纯电动车在二次出售时的保值率提升,做出一定的贡献。

写在最后:

动力电池技术可以说是影响纯电动车使用体验的重要因素之一,可以说决定着纯电动车的续航能力和充电方面的使用体验。随着技术的不断提升,像“里程焦虑”、充电等待时间长等问题势必会逐渐缓解,且与燃油车使用体验之间的差距越来越小。不过,本篇文章只是从能量密度、快充时间以及电池寿命这三个角度,来畅想未来的纯电动车可能的样子。其实影响用车体验的还有电池安全等方面,而在此次世界动力电池大会上,也对其它动力电池相关的前沿技术进行了分享。欢迎移步至《热议|如果未来有了这种电池,你还会有“里程焦虑”吗?》、《热议 | 专家:电动车比燃油车更易自燃!行驶/充电过程火灾发生率高》进行查阅。

 
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