电动汽车的充电速度是限制其普及的重要因素,人们希望电动汽车的充电时间能缩短到几分钟,随着技术的发展,这个梦想正在实现。

从工程角度来看,电动汽车充电主要受电动汽车技术的限制。电池、电气架构和汽车充电器限制了潜在的电动汽车充电速度。

目前电动汽车的电气结构主要是400伏,即使充电快到80%,也需要大约30多分钟,这对很多人来说仍然无法接受。特别是在充电较少的地方,可能需要排队充电。

像保时捷的Taycan这样生产具有800伏体系结构的电动汽车的汽车制造商越来越多,我很高兴能在大约22分钟内将车辆充电到80%。IONIQ 5和起亚EV6可以在18分钟内将车辆从10%充电到80%。

最近,英国的Sprint Power将这一时间缩短了三分之一,使用800伏电压平台将宝马新一代电动汽车的充电速度提高到12分钟,功率提高了80%。

以上的800v体系结构充分利用了当今电动车拥有的锂离子电池技术。对于电动汽车来说,通过增加电压或电流,可以增加流向电池的电力,从而提高充电速度。

电流增加时,电子要通过更多的空间,所以电缆要更粗。提高电压可以降低电流。电流通过电缆时导体的电阻较小,因此减少电缆厚度是更好的解决方案。

但是,无论是通过增加电流还是电压来提高充电力,电动汽车的充电速度还是有上限的,这个上限是电池的化学性质。

因此,为了大大提高电动汽车的充电速度,还需要能够承受更快充电速度的新型电池。

目前公布的R & ampd消息称,目前有三种新型电池,充电速度比磷酸铁锂和三元锂电池快得多。

石墨烯电池预计在10分钟内将电动汽车的电力充电到80%。

石墨烯能快速给汽车充电的关键是大大提高电极密度,加快电池内部的化学反应,从而加快充电速度和电力传输,热量也更少。

有很多相互竞争的石墨烯技术,包括铝离子石墨烯、钠离子石墨烯、锂离子石墨烯等。但是目前还没有看到更相关的量产信息。

固态电池预计在10分钟内将电动汽车的电力充电到80%。

固态电池有望成为未来电动汽车的主流电池,对固态电池的竞争非常激烈。最近,几家主要汽车制造商公布了固态电池今后的量产时期。

大众汽车(WHO)一直与固态电池公司QuantumScape一起开发,最近大众电动保时捷新型概念车911使用生产的固态电池完成了测试。

日产汽车也宣布,到2028年将使用采用专有无钴技术的固态电池。他们将在2030年之前完全转向固态技术。

最近三星也宣布将于2023年推出固态电池。

再看看国内的情况,参与固态电池开发和生产的企业约有10多家。

中宁德市时代宣布可以制作固态电池样品,但离商业还很远。比亚迪在固体电池专利方面居国内首位。

可以看出固态电池技术难度很大,目前无法实现大规模生产。

但是半固态电池是比固态电池充电速度更快的好选项。

以色列StoreDot正在为电动汽车开发半固态电池,该电池将在两分钟内提供160公里的续航里程。他们将于2024年推出半固态电池,充电5分钟将增加160公里的续航里程,2028年将推出2分钟充电电池。

韦莱计划今年第四季度推出半固态电池组。这个电线锂产业今年年初量产了半固态电池的一小部分,但没有充分发挥半固态电池的优势。

当然,更快的电动汽车充电速度,也就是量子电池,理论上可以充电到10秒钟,但目前只是学术论文阶段。

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作者接触了中国科学院博士、美国等学校研究员、科技控制、一线科技研发,很乐意分享。请关注科学技术酷探索。

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