9月27日，第一電動網(wǎng)舉辦了第八期公開課，本期公開課的主題是“充電五分鐘，行駛兩小時的時代即將到來？”，邀請分享各家在快充方面的領(lǐng)先技術(shù)和發(fā)展路徑，解析快充技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用情況及安全性等問題，并展望未來電動汽車快充技術(shù)的前景。

參與沙龍討論的嘉賓包括：中國科學院物理研究所研究員黃學杰、南京金龍首席科學家張蒙陽、寧德時代新能源科技股份有限公司(CATL)快充項目負責人王升威、特來電智能充電事業(yè)部總經(jīng)理袁慶民。第一電動網(wǎng)CEO邱鍇俊擔任對話環(huán)節(jié)主持人。針對江湖上關(guān)于快充的種種流言，上述嘉賓作出了最接地氣的回應(yīng)，沒有技術(shù)奇跡和噱頭，只有非常踏實認真，負責任提出來的研究和產(chǎn)品應(yīng)用，只有這些才是市場可以信賴的、能夠應(yīng)用的產(chǎn)品和服務(wù)。

話題一：為了把快充做好，電池企業(yè)、整車企業(yè)以及充電運營商都承擔哪些責任，還有哪些需要提升的方面？

王升威：快充需要足夠大的“水龍頭”

CATL提供給電動大巴的電池快充能力已經(jīng)足夠，電池如果是水池的話，快充需要一個足夠大的水龍頭，要充電樁各方面電流足夠大。電動大巴目前的解決方案還可以，用雙槍充電接近400~450安。針對500安以上的，有些公司在嘗試2槍以上的方案，但又不是很好，光是多接幾個充電頭就又多花了時間，不劃算。所以500安以上的配套能力還是需要上下游一起解決。

小車這邊快充也會遇到瓶頸，目前由于空間的問題，小車大部分沒有考慮雙槍，單槍充可以，但是配電量就有問題了。目前小車大約是400伏電壓、250安的電流，當配電量超過30度電的時候，就不能支持3C以上的快充了。如果配電量是30度以上，基本上現(xiàn)有的配套設(shè)施就達不到充電功率的要求了，30度電對大部分的車型跑不到250公里以上了，這個就是充電樁會遇到一個瓶頸。

寧德時代新能源科技股份有限公司(CATL)快充項目負責人王升威

袁慶民：快充限制來自于設(shè)施和標準

充電速度提升既有充電設(shè)施的限制，也有一些標準導致的。比如現(xiàn)在的250安是國家規(guī)定的充電標準限制，按照實際的發(fā)展，以后還是有可能往上升?，F(xiàn)在有另外一個方案，充電工，可以做到600千瓦，但是它的通用性對提供槍頭的方式來講又差了一些，不符合經(jīng)濟通用的要求，否則只有單獨來建這種充電設(shè)施。大巴行業(yè)像鈦酸鋰都是采用4C充電，降低電池度數(shù)，保證在300千瓦以內(nèi)滿足要求。

特來電智能充電事業(yè)部總經(jīng)理袁慶民

另外，充電電壓從國標上規(guī)定的是最大到1000伏，但是目前通用是到兩個電壓段，一個是500伏，一個是700伏。700伏需要定制化，已經(jīng)不是通用的。從國外來講也正在往1000伏上走，相比目前500伏的平臺功率可以增加一倍。但是實際上從經(jīng)濟性方面來講，耐壓平臺有可能上升一個等級，成本也會提高，帶來安全壓力。

隨著電池技術(shù)發(fā)展，我們充電樁也跟上，讓用戶不再懷疑使用及安全性方面的問題。

張蒙陽：產(chǎn)業(yè)鏈需高度配合

跟前幾年比，車的動力和儲能系統(tǒng)可以選擇更多，這一點是長足的進步，以前很明顯是電池的瓶頸，現(xiàn)在瓶頸已經(jīng)轉(zhuǎn)到別的地方去了。選擇多，優(yōu)化途徑也很多，追求單一解決方案不見得就是一種健康的方案。

南京金龍首席科學家張蒙陽

在產(chǎn)業(yè)鏈配合方面， 乘用車因為量大，人們也愿意花更多時間去做更合適的選擇優(yōu)化，乘用車的成功經(jīng)驗會越來越多移植到大巴上去。我們對前期的開發(fā)也會慢慢跟上去。在前期開發(fā)定型的時候就按高標準來，至少我的經(jīng)驗，我跟這幾家主要的電池供應(yīng)商，對他們下一代的產(chǎn)品是了如指掌，我設(shè)計的東西是基于他們下一代的產(chǎn)品，這種是高度配合的。國內(nèi)的行業(yè)也會走到這一步的，以前做得少一點，以后會做得更多。

話題二：目前主流的一些車企，在快充性能上的設(shè)計是否合適，是不是有的過于激進？

黃學杰：快充應(yīng)該保守一點

產(chǎn)業(yè)鏈要密切合作，而且要保守。不斷在刀尖上跳舞是有風險的。電網(wǎng)關(guān)心快充的安全，電池廠也會要求必須為快充電池付出安全保障的代價，整車廠也會有要求，客戶既然要享受這種方面，你也要為這個付出代價。在這個過程中，一定要把安全放在首位，在緊密合作基礎(chǔ)之上，不妨保守一點。

袁慶民：充電限制條件應(yīng)該更嚴格

目前業(yè)界很多廠家并沒有把安全放在一個很重要的位置。特來電的系統(tǒng)里會有一部分記錄充電情況、生產(chǎn)廠家，由此可以推算出電池的衰退情況，還有不同的溫度下，充電的限制條件應(yīng)該更嚴一點?？偟膩碇v，可能這個行業(yè)發(fā)展太快，對安全的重視還不是太夠，因為招標的需要，有大巴車三個月就出來新車型，電池和BMS都沒配合?？斐涫怯泻锰幍?，但是應(yīng)該有一個極限，時間再緊張，追求再高的效率，跟生命和安全比起來還是次要得多。

王升威：快充具有必要性

快充還是有一定必要性的，后面一旦隨著補貼的退坡，消費者自己掏錢買電池了，多跑100公里就要多買100公里的電池，消費者可以根據(jù)自己的需要去選擇跑個一兩百公里的電池，再加上快充。另外，很多城市地理空間有限，充電樁建設(shè)也有限，提升充電樁的利用效率只能靠縮短時間。本來一個充電樁一兩個小時滿足了，一天滿打滿算才是十幾輛車。但是15分鐘，充電樁的利用效率就會高很多。第三點，電池的能量密度、成本、性價比都做得很好時，有快充更是錦上添花，消費者肯定接受。

值得一提的是，參與本場公開課的聽眾中有清華大學副研究員劉冠偉，貢獻了自己的思考：快充經(jīng)常是集中白天大規(guī)模使用，對電網(wǎng)造成更大的沖擊，從充電樁企業(yè)的立場，將如何解決這個問題？（點擊查看劉冠偉文章《這才是保障電池安全靠譜的快充技術(shù)正確的打開方式》）

袁慶民回應(yīng)稱，作為充電樁企業(yè)，既要為電動汽車服務(wù)，也要對電網(wǎng)服務(wù)。特來電研發(fā)了CMS柔性充電技術(shù)，這就叫負荷約束，按電網(wǎng)最大的用電負荷，假如一共300千瓦，生活用了210千瓦，就只能用剩下的90千瓦了。這樣的技術(shù)能盡量減少電力設(shè)施的改造、再投資，這在業(yè)界有一個專有名詞叫做有序充電，也叫做V1G的概念。另外一項技術(shù)叫做V2G概念，以后電動汽車的保有量達到一定程度，可以進行“消峰填谷”，有可能對電力革命產(chǎn)生很大的作用。目前這個技術(shù)還不算成熟，但是已經(jīng)開始研究了。

劉冠偉還提出，快充會把電池組件從高壓往直流方向發(fā)展，目前有哪些技術(shù)上的瓶頸，還是這塊已經(jīng)是一個成熟技術(shù)，只需要工程化就可以了？

對此，袁慶民表示，電力電子的器件過去都是1200伏的平臺，或者是1000伏以下的平臺。1000伏以下沒有特別逾越不了的技術(shù)平臺，在ACDC轉(zhuǎn)換的平臺，因為追求高效，大規(guī)模充電過程中講究效率損耗，講究高效，就會導致電壓范圍受限。現(xiàn)在大巴車基本上是700伏，乘用車是500伏平臺，如果以后使用1000伏，通用性會大幅度降低。隨著技術(shù)的發(fā)展，以后會有更好的方式出來，涵蓋廣，相對來講效率比較高。而且現(xiàn)在電器器件發(fā)展得比較好，例如用碳化硅的技術(shù)，它的效率是可以提升的，在這種情況下，我們可以考慮它范圍可不可以寬一點，適用性更好一點。另外一個，碳化硅的成本目前還是比較高的，往往技術(shù)也是在成本、效率各個方面都要做一個均衡。能量密度和功率密度是矛盾的，也許以后出來的產(chǎn)品會兼顧能量密度和功率密度?，F(xiàn)在充電在研究光儲充的一體化，減少電網(wǎng)的功率過大，也還是有技術(shù)解決辦法的。

王升威補充了對電池快充可靠和安全性的建議，主要有幾個需要確保的方面。一個是電池研發(fā)的周期，目前CATL快充電池基本上都是三年以上的開發(fā)周期，通過長時間的研發(fā)驗證，基本上有問題早期就會發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)。另外，一定要知其然知其所以然，構(gòu)建整個快充體系，這樣就可以從體系上去系統(tǒng)識別問題，把有風險的問題都解決掉，產(chǎn)品開發(fā)出來基本上就沒有問題。在前兩年都做好的基礎(chǔ)上，CATL第三年預(yù)留空間，目前推出來的產(chǎn)品技術(shù)指標具有競爭力。通過這幾點，電池方面的可靠性基本上是保障的。

下一頁：觀眾互動提問

[page]

觀眾互動

提問一：車廠未來的研究取向是以什么為主？以插電式乘用車為例，一輛車20度電就可以了，快充的意義有多大？是不是車型的取向或者整個的整車廠未來選擇的方向也很重要？

張蒙陽：插電式混合動力電量少除了成本的因素，其實也收到了充電速度的限制，所以快充的解放也會促使車企重新考慮插電式車型電量選擇多少。

提問二：快充研發(fā)突破的速度更快一些，還是新的能源體系出現(xiàn)更快？

張蒙陽：不能說絕對沒有，我個人認為各個行業(yè)的集體智慧已經(jīng)把時間軸放大進去一天、一個月、一年去看，大概這種懸崖式的結(jié)局也不一定的。

黃學杰：一個技術(shù)從實驗室里面走出來，中間到研發(fā)到市場上量產(chǎn)，每一個時間段都是以十年為預(yù)期的，汽車行業(yè)還是這樣的周期。燃料電池正在往前走，電池本身的技術(shù)已經(jīng)走得比較快了，但是現(xiàn)在的問題是氫怎么運輸，氫怎么加進去。氫的原理比輸送電復(fù)雜，產(chǎn)氫遠比發(fā)電復(fù)雜，基于這樣一個情況，可能還是一個長期過程。

此外，氫電混合也需要解決，燃料電池還是離不開電的。燃料電池沒有任何能量回收能力，直接回收就是把氫加到氧里面，或者把氧加到氫里面。氫的泄露更是一個問題，不僅僅是安全，因為氫的泄露對臭氧層的破壞是致命的。這些問題沒有解決之前，未來五到十年都是一個過渡過程，到十年以后再看氫燃料電池的發(fā)展。

提問三：現(xiàn)在所有的動力型企業(yè)都在看能量密度，現(xiàn)在討論的方案，比如硅的負極，或者全鈦的電池，我就想知道這些新增能量密度的技術(shù)解決方案，它能同時提高充電速度嗎？

王升威：

后面新的技術(shù)方案，包括硅，包括鋰金屬的負極能量密度比現(xiàn)有的要高一些，它們目前主要方向還是提高能量密度，但是在快充領(lǐng)域，本身單說硅，硅本身是適合快充的，因為硅的電位比較高，它能滿足充電的要求，但是不能滿足循環(huán)的要求，硅的循環(huán)能力是比較長的，會形成一個電化層，會持續(xù)往里面擴散，現(xiàn)在做不了。

對于鋰金屬的負極，因為鋰金屬的負極要采用隔離膜，這個就會影響快充，因會嚴重影響充電性。所以目前這兩種高能量密度方案，從目前來看，首要的方向還是能量密度。

黃學杰：鋰離子電池1991年開始進入商業(yè)化，今天做的工作還是在這個基礎(chǔ)之上一點點改進，電池材料這些都在逼近極限。這個穩(wěn)步的延長線到后面就漲不上去了，所以就得換一條軌道，第二條軌道就叫做金屬鋰電池， 2020年前后，金屬鋰電池能夠走出去，有可能走向500瓦時每公斤，這個過程中能量會越來越集中，就會涉及到安全等等問題，再往上走可能就是固態(tài)化。這一條線根據(jù)社會發(fā)展基本規(guī)律，不會在近幾年之內(nèi)就商業(yè)化，必須要等到再下一代，希望后面這一代不需要30年，但十年的一個跨代時間還是需要的。

提問四：如果下一代的高能量電池或者更高能量密度的電池都能商業(yè)化了，是不是快充也就不是問題了，或者就不用快充了，如何考慮這個問題？

袁慶民：有人認為500公里是一個坎兒，只要超過了500公里，人心理上對快充的需求量就越來越少。500km續(xù)航里程在市內(nèi)肯定不用擔心，如果到市外去長途，推薦的安全距離就是1000公里，超過1000公里是很少的，在1000公里之內(nèi)休息四五次，每次加百分之二三十的電足夠了，都達不到快充的需要。而且以后的快充，充電跟加油完全是兩個概念。過去加油，可能剛才看到加油的時刻效率比較高，但是加油的時候，停車排隊的時間特別長。以后加電跟你的車位是相關(guān)的，你到停車廠或者高速公路休息區(qū)的時候，把車停在那兒把車插上就可以去休息了，休息15分鐘，充個20%的電能夠行駛1000公里，大家根本沒有里程憂郁了。

那個時候我認為快充可能是一個競爭力，比如剛才說的超跑可能會有這種需求。但是普通大眾來講，就類似于現(xiàn)在的手機用戶，應(yīng)該對快充的需求沒有像現(xiàn)在這種迫切，有很多概念可以拿出來炒，我估計那個時候也炒不動了。

黃學杰：跟車的智能化技術(shù)發(fā)展也有關(guān)系。至少我發(fā)現(xiàn)大家排隊的時候不像以前那么焦躁了，感謝微信，在手上發(fā)一個微信。以前排隊的時候大家比較焦躁，現(xiàn)在好像很少了。將來車智能化以后，AR技術(shù)梳理工作、生活、空間，我就開著車，我到哪該干什么干什么，甚至還可以享受一下，半個小時給你的感覺就相當于3分鐘，可能還沒夠呢。

張蒙陽：補充幾句，關(guān)于里程的問題，實際上一個市場不會有一個單一產(chǎn)品覆蓋，對于一個地區(qū)的消費者對500公里的感覺也許非常關(guān)注，對另外的消費者來講，為什么因為500公里多花這么多錢，我一天可能只有幾十公里，可能就會有新的產(chǎn)品出來。細分到一定程度，是不是單一的市場還能支撐這個產(chǎn)業(yè)，那是未知的。

另外一個，技術(shù)路線的發(fā)展永遠是很快的，就像前幾年液晶和等離子電視的發(fā)展就是一瞬間的事兒，所以技術(shù)的更新?lián)Q代不管對消費者還是廠家，風險都會存在，很遺憾沒有單一的答案，這個肯定是全社會都要承擔的風險。

提問五：關(guān)于電池快充技術(shù)的新聞炒作特別多，實際情況有沒有值得期待的前沿技術(shù)？

王升威：一些新的技術(shù)在不斷涌現(xiàn)，到目前來看，除了現(xiàn)有的石墨體系還有硬碳、鈦酸鋰這些，目前來看還沒有發(fā)現(xiàn)有突破性的快充技術(shù)，基本上現(xiàn)在做的研究都還在現(xiàn)有的化學體系之內(nèi)，相當于不是一個科學研究，就是現(xiàn)有技術(shù)的一個工程優(yōu)化。

袁慶民：對于充電運營商來講，充電的功率越來越大。從最初的時候主要是15到30千瓦直流快充，目前提升到45到60千瓦，預(yù)計以后會成為主流的是60到90千瓦，半個小時能充35度電跑300公里，無論是45度的電池用2C充，還是90度的電池用3C充來講，這個就是對充電發(fā)展的要求，功率越來越高。在充電領(lǐng)域關(guān)注另外一個技術(shù)，跟石墨烯相仿的就是無線充電，無線充電在充電這個行業(yè)里面比較熱門的，但是目前這個技術(shù)還不足以支撐它的商業(yè)化。

提問六：我是來自大眾的一個研發(fā)工程師，想問袁總，以后家用充電器和快速充電樁的匹配問題?，F(xiàn)在家里的220伏的單向電源從家里面，以后家用的充電設(shè)備是不是替代掉現(xiàn)有的充電設(shè)備？

袁慶民：國家政策是有明確答案的，2020年實現(xiàn)500萬輛新能源汽車的保有量，480萬個充電窗口，主要還是以小區(qū)家庭充電為主，另外就是以城市快充站為輔，這一點是從國家政策包括技術(shù)發(fā)展，我們可以確信的。以后電動汽車充電一定不像加油車那樣，我們還要專門去加油站加電去的，多數(shù)是以家庭3千瓦、7千瓦的單向充電為主。

提問七：我想問王博士充電安全問題，剛剛說高溫不充滿電，怎么確定高溫狀態(tài)下到底充多少合適。還有剛才提到的不可逆反應(yīng)的速率之類的，怎么在充電當中應(yīng)用？

王升威：第一個問題，高溫下不滿充，這個不是快充的問題，這個在傳統(tǒng)電池已經(jīng)研究好多年的問題，本身跟快充不相關(guān)，這個實際上在多少伏以下，傳統(tǒng)充電電池也需要做這種研究，你要不滿充到什么程度，滿充的電壓是4.2伏，我們充到4.1伏還是4點零幾伏，都要研究一下。為什么我們快充提出來了，快充大電流有一個加熱的問題，這是快充對高溫有一個額外的問題，我們主要做的動作就是通過熱管理系統(tǒng)，把它發(fā)的熱量帶走。本身快充會發(fā)熱，所以高溫下本來溫度就很高了，我們在高溫下基本上不允許快充了。只有在熱管理系統(tǒng)把熱量帶走之后，把溫度降到快充范圍之內(nèi)才進行快充，這個就是關(guān)于高溫反應(yīng)對于快充的影響，主要是溫度的影響。

第二個問題是關(guān)于不可逆反應(yīng)的問題。不可逆反應(yīng)跟快充相關(guān)的，除了高溫問題，快充和非快充都會做很多表型之外，快充主要是對負極這一塊的負反應(yīng)的問題，其實我們做了很多研究，這個就是識別負極在什么情況下會出現(xiàn)副反應(yīng)，實際上國外有很多公司包括做芯片了，像高通等等他們做過很多研究，他們在全電磁來識別在什么情況下會有副反應(yīng)，但是從我們來看，他們的那種做法是不科學的，他們也申請了一些專利，在我們看來那些專利毫無用處。我們做電池的人肯定更懂電池，通過我們的研究，真正全電池的阻抗跟負極的副反應(yīng)并沒有相關(guān)性，只有負極的阻抗還有新生的電位，那個才是表征電池副反應(yīng)真正的核心，所以針對這個問題，咱們CATL已經(jīng)做了大量的專業(yè)布局，日本、韓國、美國我們都申請了很多專利。目前如果真正想事實地動態(tài)監(jiān)控電池在什么情況下出現(xiàn)副反應(yīng)，最大化地利用它的快充能力，只有通過負極的極化、阻抗還有電位一個組合的計算就可以確保它的副反應(yīng)在可控范圍之內(nèi)，這個我們已經(jīng)做了很多的研究和專利布局。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >