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抛开快充对电网的影响,我们谈谈快充对车的影响。我们都知道,但凡涉电产品,通电后,电流流过该电器,除了做有用功外,还有一些额外消耗,主要表现在电器产品发热上,那么发热值能计算吗,如何计算?有一个公式,专门计算涉电产品通电时的发热值,即Q=I²Rt,其中Q是发热值,I是指通电电流,R是电阻,t是通电时间。通过该公式,我们可知,决定电池组充电时发热量大小的主要因素是电流,因为电流在该公式中是要平方的,所以快充时的大电流经过平方后,其发热值就变得异常恐怖。几分钟充满的快充,其功率达到几百甚至几千千瓦时,其发出的热量足够供一个房子供暖了,这么多的热量,产生在一辆小小的电动汽车上,其危险不言自明。比如充电电流为50安时,其充电速度最多只能算中充,其平方值为2500,而特斯拉超充,电流可达200安,充电机功率约为125千瓦,其电流的平方值为40000,其发热值大家可以想象一下。
在实际的工程应用中,为了实现快充,通常用降低电阻来平衡。比如用不同材料改善正负极结构,使用不同的电解液和隔膜等等,都是降低电阻的体现。当然还可以用其它物理方法降温的,如使用冷却液,使用流动的空气等等,将热量排放到车外。
但是,由于快充的电流变得很大,所以温升很快,所以无论采用何种方法来控制,其效果并不是很理想,而且也有一个限度。电池组由于快充产生大量热量,使电池组快速升温,并在高温状态下继续大电流充电,这对电池的伤爱是巨大的,严重影响电池的寿命,同时为电池起火燃烧、爆炸埋下隐患。众所周知,特斯拉在电池组的管理,温度控制,及冷却上是很有一套,在业内是比较先进的,但是仍频发爆炸事故,究其原因,基本上是快充惹的祸。
当然,由上述公式 Q=I²Rt可以看出,这里没有U值,也就是说,Q值与电压U无关。根据功率计算公式P=UI,P为功率,U为电压,I为电流。如果功率不变,电压上升,则电流下降。也就是说,采用更高的电压平台,在同样的充电功率下,其充电电流可以下降,充电电流下降可以更有效的控制电池组发热。游侠采用600V平台,而非采用350V平台,估计其设计思路是朝这块去的。假如特斯拉采用600V平台,其充电电流不考虑其它因素的话,117安就可以达到200安的效果了,其充电发热时,电流的平方值就少了26311,这是一个很大的数值,要知道,当充电电流为50安时,其平方值仅为2500。
那么,能否采用更高的电压,来降低电流呢?如果采用高压电,如75KV(千伏),或者更高,那电流不就很小了吗?
事实上,这是行不通的。电压越高,绝缘越困难,几千伏几万伏的电压,可以很轻易地击穿绝缘层,造成漏电事故。几千伏几万伏的电压,加在人体身上,人基本没有生还的可能。因此,要降低发热值,要降低电流,不能一味地靠增加电压。目前仅听说过使用1000伏左右的电动汽车平台。
所以,通过上述分析,电动汽车要实现快充,无外乎是通过改善电池本身,改善电池组的物理散热条件,以及使用更高的电压平台等方法来实现。但是这些措施均难以抵消大功率充电机,很大电流充电所带来的影响。从工程的角度来说,制造出几百,几千千瓦的充电机,并非什么难事,但实际应用中,对电网的伤害,对电池的伤害,对车辆、对人员的伤害,才是我们应该最关注的。一味的追求快充,是不科学的,更是对消费者生命和财产安全不负责任的表现。
所以,本人认为,日常使用时,充电机功率在2~10千瓦,最多15千瓦,是毕较理想的,也是安全可靠的。至于这样的充电机功率导致充电较慢,我的理解,一是电动汽车的续航不用太长,200~500,最多600公里足够,根本不用搞几千公里的续航。这样,电池组相对较小,故充电时间也就短了。将来电池的能量密度提升了,加上造车材料先进了,也就是整车轻量化了,那么百公里耗电也下来了,500~600公里的续航,60度电的电池足够了。这样,一晚上8小时,能把电池充满。二是靠发达的充电网络,保证电动汽车无论在何时何地,只要有需求,就能充电。这样也就能实现电动汽车浅充浅放,对电池的长寿十分有益。
所以,要保证电动汽车随时有电,不能仅靠快充,而是要靠发达的充电网络。毕竟,对于广大的私家车而言,停的时间比开的时间多得多,换言之,就是充电的时间比用电的时间多得多。只要能做到有人的地方就有电,有电的地方就能充电,那么,续航就不是什么问题了。
延伸阅读:从国家电网招投标看充电桩市场发展
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