用微充解決動力電池的馬糞危機
“號稱可以重復充電2000次,使用6年左右的電池,在經常使用快充的情況下,實際壽命僅為3年甚至更短時間。” 地爾漢宇電器股份有限公司董事長石華山認為,大功率充電的危害在部分企業的錯誤引導下,被人們忽視了。
作為一名駕駛特斯拉里程數高達18萬公里的電動車車主,他還注意到,大功率充電會導致虛電,不利于人們制定合理的出行規劃。
針對這兩個市場痛點,石華山在7月13日的2018未來汽車展暨未來汽車開發者大會“未來汽車供應商推介會”上推介了自己的微充網項目。他說:“電動車要想真正普及發展,使用微型充電樁更為合理。”
大功率快充,虛電高達30%
“不是在充電,就是在去充電的路上。”在電動車出租車司機圈里,大家經常用這句話相互調侃,內含辛酸無奈。
石華山認為,出租車司機的困擾,很大程度來自于快充帶來的虛電問題。對此,他本人也有親身體會。
有一次,他駕駛特拉斯從江門到珠海去辦事,由于時間緊迫,出門前他不得已使用了快充樁,充滿電后顯示有400公里的電量。從江門到珠海,往返路程只有200公里,但晚上回到家時,石華山發現自己的車只有20公里的電量。
“那180公里的電量哪里去了?”他不禁產生了這樣的疑問,然后算了這樣一筆賬:“在路上,空調及制動等因素大概會耗費60公里的電量,那么剩下的120公里的電量應該就是快充中產生的虛電。”
為什么快充會帶來虛電問題?
“這個問題其實很好理解。給車充電,就像往杯子里倒啤酒。大家都有這樣的生活經驗,我們快速倒啤酒的時候,就會產生大量泡沫,肯定沒法一次倒滿一杯;但如果慢慢倒,就不會有泡沫產生,很容易就倒滿一杯。”
石華山說,他做過很多次試驗,發現用小電流(13A-26A)給車慢充的時候,1公里電量幾乎就能跑1公里路程。但快充就不行。
為什么會這樣呢?他用物理知識作出了這樣的解釋:電池充電時,通常是憑借測量電壓來測定充放電程度的。因為快充對比慢充更容易帶來很大的過電壓(電流變大,U=IR,電池內阻會貢獻更大的過電壓),化學擴散反應也會跟不上,電池表面很快就會形成一個高電壓值,因而顯示的電量也會很高,但實際上并沒有充進那么多電,所以才會產生虛電。
石華山說,他曾聯手某電動汽車研究院,通過實驗得出了這樣一個結論:快充導致的虛電,可高達30%。
大功率充電對電池的損害不可逆
在石華山看來,大功率直流快充除了帶來虛電問題外,還會對電池造成不可逆的損害。
他說,隨著人們對電動車續航不斷提高要求,整車廠普遍采用能量密度更高的三元鋰電池,而電芯使用的隔膜為PE+PP材料。“電池隔膜中PE材料的熔點是106°-136°,一旦達到這個溫度,PE材料就會熔化,即便是低于熔點溫度,電池隔膜也會發生褶皺,這是對電池不可逆的損壞,同時縮短了電池壽命。”
電池隔膜為何會發生褶皺?石華山說,只需要具備初中物理常識,就能明白這個問題。比如,特斯拉150KW的直流充電樁充電電流可達260安培,在充電時產生的熱量是十分巨大的(熱量公式為Q=I2RT,其中I代表電流,R代表電阻,t代表時間,Q表示能量或熱量),如此多的熱量將使單體電芯內部溫度升高,使隔膜發生不同程度的褶皺。充電過程中產生的熱量越多,電池隔膜受到的損害越大。而對熱量貢獻最大的是充電電流,因此,要想延長電池壽命,最好的辦法是讓充電電流盡量小一點。
“我倡導用微型充電樁充電,微型充電樁3.3KW的電流僅為13A,充電時產生的熱量僅為150KW直流充電樁的四百分之一,這能直接提高電池的壽命。”在石華山看來,提高電池壽命的好處在于:一、避免整車資源的浪費;電池成本占到整車的40%左右,電池退役,用戶只能重新購買新車;二、降低社會的環保壓力,由于國家對廢舊電池尚未建立起完善的回收體系,退役電池未來引起的“馬糞問題”將越來越嚴重。
在石華山眼中,快充的弊病還有很多。比如,白天用大功率直流電給電動車快充,會給電力系統造成很大的壓力,但晚上在用電波谷慢充則不會有這個問題。他還特別提到,大功率快充還可能會給社會帶來隱患,現在常被報道的電動車起火事件應該引起人們的重視。為此,他呼吁國家禁止在小區高樓地下停車場設立大電流直流充電樁。
微充網可解決虛電、電池壽命縮短等問題
怎樣解決快充帶來的諸多問題?
“我建議的充電解決方案是智能插座+微充槍+微充網。”石華山介紹,智能插座是付費充電的電源提供者,分為室內不防水型和室外防水型兩種;微充槍則是隨車攜帶的微型充電槍;微充網則是充電運營服務。(詳見《未來汽車供應商推介會 | 石華山:地爾漢宇微充網項目》)
其中智能插座作為地爾漢宇的主打產品,適合個人或私有經營場所、單位等安裝使用,為現有停車位增加共享充電服務。充電時間可根據電網用電低谷時間充電,并通過“微充網”APP管理系統進行智慧充電運營管理。
“微充的充電方式可延長電池壽命、安全、無虛電,便于車主合理安排出行方案。”石華山說,對于續航里程較低的電動車(續航<250公里),一般用戶日常平均行駛里程為41公里,用3.5KW的微充槍充電不到兩小時就可滿足日常出行;對于續航里程較高的電動車(續航>250公里)用7KW的雙倍微充,9個小時可以充63度電,里程達441公里,也能滿足包括出租車在內的90%以上車主的出行需求。
“雖然我倡導微充,也在踐行和提供微充服務,但我并不僅僅是為了盈利,而是想讓更多人,尤其是電動車主知道快充的危害,利人利己利社會,這是我創辦微充網的初衷。”操著一口福建普通話,石華山最后說出了這樣一個高遠的理想。
責任編輯:繼電保護
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