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充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

  • 更新日期 - 2019年10月29日 13:26

汽油车要1块钱左右一公里,但电动车只要两三毛,这样的用车成本的确让很多人心动。但去加油站加油10分钟能搞定,而电动车充电却不知道要等到几时。一想到这里,很多人对于电动车又敬而远之了。平时上班就罢了,晚上可以停在车库里充一夜;但如果外出跑长途,中途没电了,找个充电桩慢慢充电,谁有那么多时间啊?

充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

其实目前电动车的续航里程已经完全够用,普遍能达到四五百公里,和燃油车加满一箱油也差不多。但电动车最致命的是充电慢。这也是电动车虽然很早就诞生了,但一直不被接受的原因。

近几年随着国家强制推行新能源汽车,甚至定下燃油车的退出时间表,所以各大车企硬着头皮也要上。虽然没有解决“充电慢”的顽疾,但通过增加电池容量,在一定程度上缓解了行驶里程上的焦虑。

充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

一般来说,缩短电动车充电时间的方法无非有三种:优化电池的充电速度、直接更换电池,以及使用快充技术。

想要优化电池的充电速度,就必须开发新的电极材料,但目前新型的电极材料还处在实验室阶段,离投入市场使用还有一段时间。而且目前电池厂家把主要精力都放在增加能量密度和电池稳定性上,毕竟保证车辆不要动不动自燃,才是生存的最低标准。

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直接更换电池是我小时候就知道的方法——我的电动小汽车跑不动了,就去买两节电池换上,立马元气满满。对于电动汽车,快要没电了,就跑到电池站,把旧电池拿下来,直接装上充满电的新电池,旧电池他们可以拿去慢慢充电。但据专家说,这种方式需要设计通用的电池组和相应的接口,由于各个汽车厂家架构不同,做到通用一时难以实现。

充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

所以就目前的条件,只有“快充技术”才能在短时间内为量产电动车解决充电慢的问题。

现在我们所谓的快充,一般都默认为高压直流充电,比如常见的60kW直流快充充电桩,如果要为电池容量是60kWh的电动车充电攻惩罚受带道具玉势,充满至少要一个小时。可见,要想缩短充电时间,就需要提高充电桩功率。高中物理老师说过,功率=电压X电流;所以,想要提高功率,要么增大电流,要么增大电压。

比如,用350kW的充电桩给60kWh的电动车充电,那么10分钟就可以充满。但问题是,如果电压只有380V,那么充电电流将达到921A。大电流就必然要更粗的充电线缆,如果是921A的电流,那么充电线缆截面积将达到100平方毫米,这么粗的充电线缆,将导致车主抱不动充电枪,显然是不切实际的。

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既然提高电流不可取,那么只好去提升电压。所以在国家标准GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》就规定:直流充电接口的额定电压为750V/1000V。比如充电桩输出电压是1000V,电流是250A(国标推荐最大充电电流),那么充电功率可以达到250kW,如果为60kWh的电动车充电,14分钟左右即可完成。

充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

但高压充电也面临一个问题,那就是充电系统的散热性能一定要好,因为在电网交流电变成高压直流电的过程中,会有一部分电能转化成热能,从而产生高温。于是很多充电桩厂家会普遍采用功率芯片减少能量损耗,而且在充电线缆中加入冷却液管路进行散热。对于高压充电,一旦冷却系统失效,后果将不堪设想。所以“国家电力企业联合会”就此规定了直流快充技术的指标:充电电压1000V,不带冷却系统的,最大电流120A,最大功率120kW;带冷却系统的,最大电流500A,最大功率500kW。

充电太费时,为什么电动车不能像玩具车一样,没电了直接换电池?

即便大功率充电技术成熟运用,也不可能全部采用这种快充的方式,因为高功率快充充电桩的密布,对国家电网的压力非常大,尤其在大城市的用电高峰期,国家电网将难以承受。所以日常使用还是要以夜间的慢充为主,只有在跑长途,急需要补充电量时,才偶尔采用快充。