钜大LARGE | 点击量：1060次 | 2019年03月10日
电池时代的充电方法论
从纯电动汽车诞生的那一天起，“电动吹”和“电动黑”之间的争论就没有停止过，而论战的焦点也主要集中在电池充电速度、续航里程、电池的衰减与回收等几个关键问题上。实际上，如果电动车的充电速度能够持平（或者至少在同一个数量级上）汽油车的加油速度，那么其里程焦虑就可以通过高密度的充电设施网在很大程度上得以缓解。因此，如何高效率高质量地完成充电成了重中之重。
目前，纯电车（BEV）和插混车（PHEV）大多数都是以锂电池供电，而无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，其充电速度和能量密度似乎都很难在短期内取得重大突破。
在3月2号的日内瓦国际车展上，一辆来自国外“造车新势力”的电动车MarkZero号称可以仅用4分40秒的时间充至80%（WLTP标准下500公里续航），令人遐想，但具体实现方法以及成本如何还没有一个明确的说法。
当然，厂商和研究机构也想出了一些辅助或替代方案，如换电系统和燃料电池。且不论发展锂电池汽车是否真如某些观点所说的那样，是点错了“科技树”，让我们先看看针对汽车充电都有哪些路子。
1.无线充电技术
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
无线充电技术其实已算不上黑科技了，在各大手机厂商的推动下，无线充电设备越来越多的出现在了日常生活中。而随着近几年电动车市场爆发式的增长，各大汽车厂商和相关机构也都在紧锣密鼓地进行汽车无线充电的尝试和推广。
汽车无线充电多采用更适合大功率无线传输的磁场共振式充电，由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。
在充电形式上则与手机类似，预先在停车位设置好无限充电桩或充电垫，令汽车的接收装置与充电设施保持在合适的距离（如5-10cm）。
由于不再需要裸露的明线，无线充电在节省空间、便捷性、设施耐用性以及安全性上无疑具有巨大的优势。但充电功率低、设备成本高是其目前无法大规模普及的致命伤，且充电速度问题很难解决。
2.感应路面/路基充电
感应路面/路基充电可以说是无线充电技术的动态应用，其方案是在整段公路的路面下或路基处埋设无线充电设施和光纤，打造电气化和智能化的公路。
理想状态下，它将允许电动车边行驶边充电，彻底解决充电电速度和续航问题。因此，相关公司和车企大都专注于这种动态无线充电系统的开发，如通信行业的高通、中兴，以及传统车企宝马、日产、雷诺等。
当然，正如上面所说，一切都要在理想状态下才能实现。且不说在全路段铺设无线充电设备以及为汽车加装接收器成本几何，单是充电功率低、传输损耗高的技术瓶颈都不是短时期内能够突破或寻找到替代方案的。
但这条技术道路的确展现了非常美好的愿景：即使续航长时间短，汽油车也是要停下来加油的。而移动无线充电一旦实现，则会是“只要有路，车就能一直跑”。不知这条技术道路未来能否真正跑通？
3.光伏路面
这项技术曾见诸我国2017年底至2018年初的一系列报道——全球首条高速光伏公路现身济南。
“晒晒太阳就能发电，电动汽车跑在上面就能充电，下雪后还能自行融化路面积雪……你没看错，这就是光伏路面，一项交通行业与新能源产业深度融合的‘黑科技’来了。2017年底，济南南绕城高速将成为全球首条承载光伏路面研发与铺设的高速公路。”
据报道中的描述，这项技术是将是将符合车辆通行条件的光伏发电组件直接铺设在道路上，并以被称为“透明混凝土”的材料进行覆盖。配合无线充电技术，光伏路面即可成为电动汽车的“流动充电宝”。此外，报道还对公路在车辆长时间碾压下的耐用性、安全性等问题作了回应：光伏高速公路产业化团队先后尝试了上百种方案，花了8年的时间，进行了500万次的测验，才研制出了符合高速公路铺设标准的光伏路面，并且上路之前还在室内做了大量的实验，包括抗腐蚀、抗高温试验，结果证明，它完全满足目前高速公路的通车标准。
然而后来怎么样了？
破损和维修成了主题，据称主要原因是大型货车的碾压和雨水的侵蚀。
其实，光伏路面主要强调了对太阳能的利用，真的想驱动汽车就过于夸张了。就目前的技术来看，太阳能的光电转换效率是非常低的，多晶硅太阳能板的光电转换效率在12%-15%之间，单晶硅太阳能板的光电转换效率在15%-24%之间。与之类似的还有通过汽车表面覆盖太阳能电池板发电来驱动汽车，也基本停留在了噱头的层面上。
当然，这项技术倒是可以启发我们深度开发诸如公路等基础设施的功能。至于为什么漏洞如此之多的项目能够上马落实，嗯，想想当年红极一时的立体快巴就知道了。
4.电轨/接触网
可以理解为地铁和有轨电车（高铁）的变体，通过在空中架设接触网或在地面铺设接触轨来实现有线供电。
西门子曾在美国推出了第一段长达一英里的“电子公路”，这段公路位于加利福尼亚州洛杉矶和长滩港口附近，包括一个架空悬链系统，用于收取电动大型卡车-类似于小车或有轨电车线路上的系统。
这种听上去有些“老掉牙”的传统技术虽然可以解决电动车的续航问题，但为此铺设大量的电路网肯定成本不菲。那么是否可以转变思路，将其从“交通工具”的属性中抽离出来，变为一种为汽车充电的方式呢？比如在高速公路上每隔一段便设置两公里的电轨，汽车电量不足时可就近选择进入一段电轨，在行驶过程中完成充电。
以上简单列举的可能只是我们众多想法中的几朵小浪花。有些“黑科技”黑着黑着就成了，当然更多的则是黑着黑着就糊了。电动汽车虽然在最近几年得以高速发展，却还远谈不上成熟与理想，也许如今占主流的锂电池只是一个短短的过渡方案，也许我们真的点错了科技树，也许电动车的终极形态我们甚至都还没有窥其一斑。
然而越是在起点处望向未来，也越令人感到兴奋，电动化大趋势最终带来的不仅是高效、环保，更是思维模式的变革与更新。正如温饱之后才有艺术和哲学，当人类不再为能源忧心发愁时，会是怎样的呢？
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