用品新科技(19)：新能源车的超级快充技术

  用品新科技栏目之前给大家介绍了新能源汽车的超级电池，而与电池平行发展的便是充电技术。相比于超级电池300公里的续航能力，超级快充听起来同样让人心动。

  还记得2014年微软ThinkNext会议上带来30秒手机快充技术的StoreDot公司吗？最近此公司成功研发了一种用于汽车的超级充电技术，StoreDot为这项技术配备了专用的电池组和充电桩，并宣称充电5分钟能使汽车续航480公里，这与传统汽车加满一箱油的时间相差无几。StoreDot研发的超级快充得益于一种新技术——多功能电极（MFE）。MFE使用了导电聚合物和金属氧化物作为电池材料，前者允许电池接收快充，后者则用来把迅速聚合的锂离子慢慢流进电极。通过一快一慢的两个过程，既保证了充电快速性，又避免了电极崩溃或寿命变短。

  StoreDot CEO Doron Myersdorf称，专用的快充电池里面电阻非常小，充电时产生的热量少，其寿命是普通锂电池的三倍左右。虽然快充电池的成本高出了20%-30%，但由于寿命更加长，所以均摊下来反而会比使用锂电池更便宜。按计划，StoreDot公司计划在2016年推出这种超级充电系统的原型，并力争2017年实现商业化。

  在第十二届中国国际设计博览会上，展出了一辆纯电动轿车样车，充电15分钟后可以80公里的时速续航431公里。新技术的突破在于解决了充电发热的问题，让快充技术能真正用于电动汽车的实际生产。而且快充电池在反复充电5000次后依然能保有93%的电量，15分钟的充电时间已经很接近民众的用车习惯了。充电时间长和充电站匮乏是长期以来限制我国电动汽车发展的主要原因。

  除了具备充电时间短的优势外，由于该技术核心是超级底盘平台与电池包，通过独立全铝底盘将电池包安全技术和热管理系统技术相结合，安全性与低能耗是其另两个亮点。经检测，其百公里耗电为15度，比特斯拉低3度，且在涉水时电池依然能正常工作，撞击时也不会燃烧。

  大众集团正在研究快充系统e-smartConnect，该系统通过机器人辅助和自动泊车技术实现自动充电操作。当前充电电缆的材质和直径不足以满足其快充的要求，充电站的充电能力也有待提升（80kW至150kW或更高）。e-smartConnect快充系统采用全新电缆布线方式，结合拥有七个传动轴和集成扭矩感应器的KUKa LBR iiwa轻量化机器人，充分保证了自动快充的精确性和连接的稳定性。

  同时结合了准确度极高的自动泊车技术，当车辆靠近充电位时，车载系统将向充电位传输数据信息，随后自动泊车系统开启，辅助车辆停入车位。机器人机械臂上的摄像头将精确计算插口位置，并将充电头插入车辆充电口。完成上述动作后，传送系统将机器人输送至下一个充电位。

  特斯拉早在13年便提出要将充电时间缩短为5-10分钟。2012年特斯拉起就开始覆盖全美和加拿大部分地区的超级充电站，使电能输出升级到120Kwh，令特斯拉电动车充电20分钟获得近200公里的续航能力。有分析师表示，120Kwh的高压充电桩能以比公共充电桩快16倍的速度，在30分钟内让车拥有320公里的续航里程。

  当用特斯拉的超级充电桩充电时，充电枪里的感应器会随时检测车内电池的气温变化，如果电池温度过高，充电枪就立即发出信号，减低充电强度，使电池温度降低；同时，电池板内的冷却系统，也同步做出相应的反应，使冷却力度同步加强。正是得益于这样的技术，特斯拉才有底气提出未来会把充电时间减少到5-10分钟（特斯拉Model S的续航超过400公里）。

  日本JFE-E公司曾提出过一项新技术，该技术能在3分钟内充满50%，5分钟充满70%。JFE开发的新充电方式，主要集中于前5分钟，就是在前5分钟尽可能的充最多的电。

  上图中，蓝线是以前的充电技术的充电过程：0—30分钟的充电近似于一个线性过程，就是充电率与时间是成比例的关系；但是红线，是JFE开发的新充电方式，很明显地能看出，这种方式的充电，主要集中于前5分钟，就是在前5分钟尽可能的充最多的电。从某一种意义上，这才是“快充”的真正体现。

  如果未来每辆电动汽车都能实现快充，那么人们在选购的时候会减小不少的忧虑，因为这符合我们平常的用车加油习惯，只需要等待很短的时间车子就能够继续上路，这会让人们感觉方便很多。