通過將更有推動力的新材料成分添加到電池中，創(chuàng)新者們正努力沖刺5分鐘充電的“臨界線”。

目前，特斯拉、大眾、雪佛蘭，以及其他一些汽車廠商紛紛推出價格在3.5萬美元甚至更低的電動汽車。但一個關(guān)鍵的問題還是存在——車價降下來了，很多人卻還是被汽車的電池容量和續(xù)航里程給嚇跑了。往往在決定是否購買電動汽車前，他們都繞不開兩個問題：電池的續(xù)航里程有多遠?充電要用多長時間?

目前，電動汽車快充電站還未普及，許多電動汽車都是依靠家庭式夜間充電。一臺普通的電動汽車(如大眾eGolf)，在家庭電力模式下，通常需要充電26小時，才能提供125米的汽車續(xù)航旅程。

但符合快充模式超長續(xù)航里程的電池容量正走上正軌，對電動汽車的滲透普及將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

保時捷、東芝、以及其他汽車正努力開發(fā)能夠在幾分鐘內(nèi)完成充電、續(xù)航里程在200米以上的電池技術(shù)。

保時捷稱其Mission E電動汽車項目中的鋰電池能夠直接嵌入到電動汽車的底盤，能夠合理分布汽車重量，并且實現(xiàn)“內(nèi)部充電”。


保時捷目前已經(jīng)宣布了能夠超越現(xiàn)有電動汽車普通電池的電池技術(shù)。

深諳電動汽車的使用者們內(nèi)心的“充電時長”夢魘，保時捷設(shè)計了Mission E車型，將具備310英里的續(xù)航里程(單次充電)，能在15分鐘完成80%的充電，800伏電壓。在3.5秒不到的時間內(nèi)就能完成百公里加速，短短數(shù)十秒就能達到124mph的速度，而其最高速度可以超過155mph。

這一動作表明了保時捷在爭搶高端電動汽車方面的野心。但是，上面那些讓人興奮的數(shù)據(jù)現(xiàn)在還是會被一個事實澆滅：目前的電動汽車充電樁還難以提供如此高的電壓。目前，我們所知的800伏充電樁僅存在于保時捷今年7月新建成的柏林辦公室。


保時捷面臨的這一挑戰(zhàn)，足以說明電壓電伏方面的支持可以在電池和電動汽車中扮演多么重要的角色。

為了讓制造商們更快速地將最前沿的電池新技術(shù)嵌入到電動汽車中，必須要先滿足用戶在目前電動汽車充電中面臨的諸多挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有充電方案面臨的限制與挑戰(zhàn)

目前EV電池的充電方案標準主要分為三個等級：

等級一：在家庭中的110V-120V常規(guī)充電電壓，充電時間最長(無論是哪一型號的汽車或電池)。這一等級的充電一般可以達到2千瓦/小時。

等級二：220V-240V充電電壓(一般是需要高伏電壓的吹風機或微波爐等)。這一等級的電路一般是家庭電路，美國的一些EV充電樁也提供這一等級的充電方案。一般可以達到6.6千瓦/小時。

等級三：快充模式等級充電一般只限于美國核心城市中心市區(qū)(如華盛頓)的專用EV充電站，一般可提供400-800V電伏。可實現(xiàn)50千瓦/小時充電速度。

考慮到美國公路上有限的充電站數(shù)量，電動汽車的用戶們出一趟門需要在這種代步工具上有諸多考量(還要事先確保找好最佳路線)。有時需要考慮的不是要走多遠，而是要考慮發(fā)電泵需要用多久。

以大眾eGolf電動汽車從紐約到華盛頓的226米車程為例：

在車庫充電26小時后，eGolf的駕駛行程只能行駛一半多的路程(125米)。

如果有幸半路碰到一個等級二(220V-240V充電電壓)的充電樁，那么要繼續(xù)充電5小時后才能再往前開125米，如果碰到一個等級三(400V-800V充電電壓)的充電樁，則需要大約半個小時。

另外，一般買車時都會建議車主在行駛過程中只充80%的電量(為了保持電池壽命)，因此在226米的行程中，半路停下來充電的時間實際上比上面預(yù)計的可能會多，要停下來兩次進行充電。

通過增加電壓減少充電時間，以及增設(shè)更多的充電樁就能解決這些問題了嗎?不一定。 

目前大部分的電動汽車都能標配等級一和等級二的充電，但提供等級三或者400V/50 kW的充電則還在少數(shù)。如果控制不好，快充產(chǎn)生的熱量在傳導(dǎo)過程中很可能會損壞電動汽車引擎。支持快充的方案很難做到，一些低價的電動汽車甚至都沒有快充反饋系統(tǒng)。

快充方面也有了一些進展。例如，最新的雪佛蘭Bolt電動車就能夠支持高達55千瓦的充電電壓(在理想溫度下)，一份來自Innovative Vehicle Institute的報告顯示。

高伏充電嶄露頭角

為了準備好迎接電動汽車時代，越來越多千瓦/每小時的充電方案正在浮出水面。

特斯拉的1000個“超級充電站”正逐漸在美國鋪開，能夠?qū)崿F(xiàn)120-150千瓦/小時的充電速度，是目前最強大的充電方案。而且馬斯克已經(jīng)發(fā)推文表示，可能未來能夠?qū)崿F(xiàn)150千瓦/小時的穩(wěn)定充電。2018年，特斯拉將建成1.8萬個充電樁，但受益者也僅限于特斯拉車主。

在歐洲，一些汽車巨頭(如寶馬、戴姆勒、大眾、保時捷和福特)已經(jīng)攜手合作，準備在2020年前部署800V、350千瓦/每小時的充電樁。保時捷透露，屆時將有100個充電樁分布在歐洲和規(guī)劃地區(qū)的主要高速公路旁。

科技初創(chuàng)Chargepoint已經(jīng)在美國運營著超過3.3萬個等級二的充電樁，1.6萬個充電站，近期它還開始與加油站的業(yè)主合作，為他們提供升級版的Express Plus充電站，這種充電站據(jù)稱能夠提供高達400千瓦/每小時的電動汽車充電方案。

或許再過幾年，這些充電樁就可以提供800V/350-kW的能力了。(很好奇亞馬遜的石油運輸無人機，會不會也復(fù)制這種模式實現(xiàn)充電的運輸和過渡呢?)

除了充電樁技術(shù)的升級，電池方面的技術(shù)創(chuàng)新也在日益涌現(xiàn)。

目前研發(fā)電池技術(shù)的一些代表性科技初創(chuàng)和制造企業(yè)

電動汽車生產(chǎn)商不是唯一在操心電池容量的參與者。一些技術(shù)公司也對此趨之若鶩，圖的就是把自己的系統(tǒng)賣給汽車公司，為電動汽車提供更佳性能的選擇和更快的充電方案。

技術(shù)公司正在跟蹤“挖”出鋰電池的弱點(這類電池至今仍是電動汽車發(fā)電的一大主流選擇)，但鋰電池的充電容量換和里程續(xù)航電力還要走很長的距離。

以色列一家納米技術(shù)初創(chuàng)StoreDot今年3月最先展示了一種稱為“FlashBattery”的技術(shù)，能夠在5分鐘之內(nèi)充電成功，單次充電續(xù)航里程達300米(根據(jù)電動汽車車型有所差異)。

作為一家以納米技術(shù)起家的公司，StoreDot專注于使用一種有機成分代替鋰離子電池中的常規(guī)化學成分。除了能提供超快充電，StoreDot的FlashBattery還擁有一些優(yōu)異的性能：

- 比傳統(tǒng)鋰離子電池更環(huán)保安全，生產(chǎn)過程更友好

- 在高溫條件下性能更穩(wěn)定，不容易自燃

- 與現(xiàn)有電動汽車電池相比，價格更具競爭力

該公司預(yù)計這種電池可在未來3年內(nèi)大規(guī)模上市。

與此同時，東芝、三星等科技巨頭也憑借自己的優(yōu)勢，彌補現(xiàn)有鋰離子電池中的缺陷：

東芝2008年首推其可充電電池SCiB，如今這種電池已經(jīng)逐級升級應(yīng)用到電動汽車當中，甚至電軌車、電梯、電站等工業(yè)級設(shè)備設(shè)施中。另外，東芝還推出了一種全新材料的電動汽車電池，主要由鈦鈮氧化物構(gòu)成。它還研發(fā)了一種能夠利用SCiB電池來更高效存儲鋰離子的方案，不僅能產(chǎn)生更多電能，還能延長電池壽命。可以在5000次充電使用后仍保持90%的充電容量。在第三等級充電方案下，這種電池充電6分鐘后即可提供近200米的續(xù)航里程電量。東芝聯(lián)合開發(fā)中心的負責人稱其為“一次里程碑”，預(yù)計可以在2019年推出這種新一代的SCiB電池投入實際使用。


三星在2017年9月的法拉克福汽車零部件展上推出了一種“多功能電池包”(multifunctional battery pack)——型號為21700，可為電動汽車續(xù)航430米。用戶可根據(jù)需要改變電池組中的模塊數(shù)，如安裝了由20個模塊組成的電池組的電動車續(xù)航里程可達600-700公里，而安裝10-12個模塊的電動車續(xù)航里程僅會在300公里以內(nèi)。據(jù)了解，這種電池的成分有點類似特斯拉Model 3中使用的2170型號電池——馬斯克曾稱特斯拉2170是“全球能量密度最高，同時性價比最高的電池”。

為電動汽車革命“充電續(xù)航”

電池驅(qū)動下的電動汽車將成為交通運輸?shù)奈磥?，消費者們的興趣也日益旺盛：雖有充電時間長、充電樁數(shù)量不足等門檻，2016年電動汽車的銷售量還是同比增長了37%。

隨著動力電池越來越容易大規(guī)模制造(并且成本更低)，會有更多的參與者加入進來，一起為為電動汽車革命“充電續(xù)航”。