【搜狐汽車E電園】（文：高超）當(dāng)前，純電動(dòng)汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化所面臨的第一大障礙，就是“里程焦慮”的問(wèn)題。對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，電池系統(tǒng)的充放電性能是決定車輛實(shí)際使用性能的重要指標(biāo)。尤其是充電性能的好壞直接關(guān)系到車主的用車時(shí)間成本。相信各位電動(dòng)車車主都感受過(guò)，在寒冷的冬季凍在車?yán)锝o車輛充電的經(jīng)歷吧？如何能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)車的快速充電，讓新能源用戶也能感受到手機(jī)一般的“充電五分鐘，通話兩小時(shí)”的便捷享受呢？

近日，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱CATL）在快速充電技術(shù)方面有了新的突破，他們推出了EnerSpeedy超級(jí)快充電池。該電池能量密度為190Wh/kg，可在15分鐘內(nèi)完成100%充電，確保電動(dòng)汽車300公里的續(xù)航里程。為此，我們請(qǐng)來(lái)了CATL快充項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王升威來(lái)為大家介紹一下，什么是快充？而快充技術(shù)的原理是什么？技術(shù)難點(diǎn)在哪里？相信會(huì)讓大家對(duì)此項(xiàng)技術(shù)有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。

在文章的前半部分我們先來(lái)了解一下，關(guān)于快充技術(shù)的知識(shí)，而后半部分我們則重點(diǎn)解答一下網(wǎng)友們關(guān)于快充技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，好了讓我們言歸正傳，馬上開始今天的話題。

1、什么是快充技術(shù)？

什么是電動(dòng)車的快充技術(shù)？了解這項(xiàng)技術(shù)之前我們需要先知道一個(gè)專業(yè)名詞叫：C!C。其中的 C 指的是充電倍率，可以簡(jiǎn)單理解為充、放電的速率。鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以以多快的速度，將一定的能量存儲(chǔ)到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來(lái)。

舉個(gè)例子， 1C 的電流，從滿電到放電完全是用 1/1=1小時(shí) ; 2C=1/2小時(shí) ，也就是 30 分鐘；4C，則耗時(shí) 15 分鐘。

快充和慢充是相對(duì)的概念。業(yè)界普遍認(rèn)為，電動(dòng)汽車快充是指充電電流大于 1.6C 的充電方式，也就是從 0% 充電到 80% 時(shí)間小于 30 分鐘的技術(shù)。

2、快充傷電池有沒(méi)有科學(xué)依據(jù)？傷害的后果是什么?

每一個(gè)相同設(shè)計(jì)的電池，都存在著“健康充電區(qū)間”，而快充電池的化學(xué)體系是經(jīng)過(guò)特殊優(yōu)化的，其“健康充電區(qū)間”比慢充電池的大，所能承受的充電電流自然比慢充電池要大。

因此，如果使用經(jīng)過(guò)體系優(yōu)化的快充電池，其壽命是不會(huì)受到影響的。但是，如果強(qiáng)制將慢充電池當(dāng)作快充電池使用的話，由于充電電流超過(guò)了慢充電池的健康充電區(qū)間，電池會(huì)受到比較大的傷害，壽命就會(huì)大大縮短。

CATL經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)，健康充電區(qū)間跟兩個(gè)因素相關(guān)，一個(gè)是溫度，一個(gè)是SOC，（荷電狀態(tài)，電壓的高低）。所以只要識(shí)別每一個(gè)電池的健康充電區(qū)間，在范圍內(nèi)進(jìn)行快充。既可以實(shí)現(xiàn)快速充電，又不會(huì)傷害它。

3、電池快充技術(shù)的攔路虎

我們可以把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。

充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，以供到達(dá)負(fù)極的鋰離子嵌入。嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

快充時(shí)，鋰離子需要加速瞬時(shí)嵌入到負(fù)極。這對(duì)負(fù)極的快速接收鋰離子的能力挑戰(zhàn)很大。普通化學(xué)體系的電池在快充時(shí)負(fù)極會(huì)出現(xiàn)副產(chǎn)物，影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性。

所以，鋰電池快充的技術(shù)的核心就是在不影響電芯壽命和可靠性的前提下，通過(guò)化學(xué)體系和設(shè)計(jì)優(yōu)化，加速鋰離子在正負(fù)極移動(dòng)的速度。

4、溫度對(duì)電池快充技術(shù)的影響

低溫

CATL提出了兩種電池保護(hù)策略，一是分溫度區(qū)間充電。BMS識(shí)別當(dāng)前的溫度、電壓，低溫下反饋出最佳的充電電流，在電池的“健康充電區(qū)間”內(nèi)充電，更好地保護(hù)電池。二是利用水熱系統(tǒng)，低溫下為電芯加熱，待電芯溫度達(dá)到要求，即可開啟快充模式，做到低溫下“健康的”快充。

高溫

同樣，電池也需要避免高溫的影響，因?yàn)樗旧泶嬖谘趸€原反應(yīng)，溫度越高反應(yīng)越劇烈?？斐浔旧頃?huì)發(fā)熱，需避免快充電池自身發(fā)熱帶來(lái)更惡化的高溫發(fā)熱的現(xiàn)象。因此，快充一定要加一個(gè)水冷系統(tǒng)，把溫度控制在最佳溫度區(qū)間。

所以CATL研究的重點(diǎn)在于怎么識(shí)別不可逆反應(yīng)的速度，在“健康充電區(qū)間”范圍內(nèi)進(jìn)行快充，就可以既實(shí)現(xiàn)快速充電，又可以不讓電池受到快充的損害，做到快充和長(zhǎng)循環(huán)壽命兼顧。

5、關(guān)于快充技術(shù)，CATL有獨(dú)門秘籍！

前文中我們提到了寧德時(shí)代的EnerSpeedy超級(jí)快充電池，下面我們就來(lái)著重了解一下此項(xiàng)新技術(shù)。我們知道鋰離子在正/負(fù)極的擴(kuò)散和移動(dòng)，跟百米賽跑一樣。我們希望跑道要足夠的寬，不要相互擁擠。如何拓寬通道呢？

為此，在負(fù)極石墨表面，CATL采用了“快離子環(huán)”技術(shù)，相當(dāng)于在石墨表面打造一圈高速跑道，極大地加快鋰離子在石墨層的嵌入，修飾后的石墨兼顧超級(jí)快充和高能量密度的特性。

快充時(shí)負(fù)極不再出現(xiàn)副產(chǎn)物，大大提高鋰離子在石墨層的嵌入速度，使其具備4-5C快充能力，實(shí)現(xiàn) 10-15分鐘快速充電。

另外，電池內(nèi)部的散熱速率，也是影響倍率性能的一個(gè)重要因素。如果散熱速率慢，大倍率充放電時(shí)所積累的熱量無(wú)法傳遞出去，會(huì)影響鋰離子電池的可靠性和壽命。

CATL當(dāng)前開發(fā)的快充產(chǎn)品，搭載自主研發(fā)的熱管理系統(tǒng)，能充分識(shí)別固定化學(xué)體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區(qū)間”，極大拓寬鋰電池的運(yùn)營(yíng)溫度區(qū)間。

遇到南方酷暑的夏天時(shí)，電池系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出降溫需求，啟動(dòng)水冷系統(tǒng)給電芯降溫，真正做到“全氣候”的快充。

當(dāng)電池處于北方寒冷的冬天時(shí)，水熱系統(tǒng)在低溫下為電芯加熱，待電芯溫度達(dá)到要求，即開啟快充模式。

目前，CATL 超級(jí)鐵鋰快充產(chǎn)品已經(jīng)批量應(yīng)用在商用車領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn) 10 分鐘內(nèi)充滿 85% ，循環(huán)壽命高達(dá) 10000 次以上。已有 2600 余臺(tái)搭載 CATL 超級(jí)快充產(chǎn)品的電動(dòng)大巴在市場(chǎng)上運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)良好，得到了整車企業(yè)和公交用戶的好評(píng)。

乘用車的快充技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)35km續(xù)航、15分鐘內(nèi)完成充電。目前多家乘用車企業(yè)正與 CATL 開展快充產(chǎn)品研發(fā)合作。

了解了快充技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，我們?cè)賮?lái)給大家做個(gè)小科普，回答幾個(gè)網(wǎng)友最關(guān)心的問(wèn)題。

1、為什么我的車快充充不進(jìn)去電呢？

如果快充充電出現(xiàn)充不進(jìn)去或跳槍，可能有多方面原因，受充電樁影響也很大。

例如：1.充電樁低壓供電不穩(wěn)，或因故障導(dǎo)致輸出電壓過(guò)高或過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致跳槍；如果充電樁不能穩(wěn)定輸出大電流，則可能引發(fā)保護(hù)跳槍。

2.快充開始或結(jié)束時(shí)，需要電流快速爬升或下降，如果充電樁不能迅速響應(yīng)，則可能被診斷為充電樁故障，電池主動(dòng)斷開電路。

3.快充電池本身，如果電池管理系統(tǒng)故障，或冬季未熱車溫度過(guò)低，也會(huì)充不進(jìn)電或跳槍。

1、每天充電多少次最佳？充到多少對(duì)電池最好呢？

使用快充的頻次（每周或每天的快充次數(shù)）

這并沒(méi)有嚴(yán)格的限制，取決于用戶應(yīng)用場(chǎng)景。出租車公司購(gòu)買了電動(dòng)汽車，將電動(dòng)汽車作為生產(chǎn)資料，對(duì)充電的速度有嚴(yán)格的需求，所以上不封頂。出租車用戶平均每天充電一到兩次。而大部分的車主每日的行駛里程在50公里以內(nèi)，一般使用慢充?？斐鋵?duì)私家車主來(lái)說(shuō)，一般是以應(yīng)急充電為主。

2、快充充到80%是不是對(duì)電池的傷害小？

電池有個(gè)有效容積，一般達(dá)到了80%就達(dá)到了有效容積。如果每次都讓電池充滿，電池會(huì)處于一個(gè)滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，長(zhǎng)此以往電池會(huì)很疲憊，對(duì)于快充最后涓流的部分可以不要，因?yàn)槌潆姷阶詈髸r(shí)電流會(huì)很小，由于不是恒壓，此時(shí)的電壓還會(huì)很大，因此最后充電的效率很低，不如每次只讓電池吃到八分飽，這樣反而電池會(huì)處于一個(gè)很健康的狀態(tài)，這和人吃飯是一個(gè)道理。

編輯總結(jié)：

毫無(wú)疑問(wèn)，快充是目前能夠有效解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航問(wèn)題的最佳方法，也是未來(lái)幾年各大新能源廠商角逐的主要戰(zhàn)場(chǎng)。CATL寧德時(shí)代在這方面已經(jīng)成為了該領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，而未來(lái)的高速充電技術(shù)將是新能源行業(yè)開發(fā)的重點(diǎn)，希望各個(gè)企業(yè)都能夠推出各自在性能與品質(zhì)方面優(yōu)秀產(chǎn)品。而對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，更加合理的使用好自己的新能源車，了解電池系統(tǒng)的特性是關(guān)鍵，這樣才能在未來(lái)的用車方面更加便利，更好的體驗(yàn)