超快充技术的现状与未来挑战

在这个快充技术日新月异的时代,电池的安全与性能成为了行业关注的焦点。在不久前举办的中国电动汽车百人会论坛上,宁德时代CTO高焕指出,过度追求快充而忽视电池的可靠性、寿命和安全是不可取的。他强调,电池产品应综合考虑各项性能,而非单一指标。

中国汽车工业协会技术部副主任、高级工程师刘锴在接受《汽车纵横》采访时也表达了类似观点。他认为,超快充技术的发展需要在平衡车辆技术、电池技术、充电设备、电网支持等多方面因素的基础上,才能被市场广泛接受。他指出,当前市场上支持超大功率充电技术的车辆和设施还较少,实现大规模推广应用尚需时日。

▲ 技术成就与趋势

为了实现“充电像加油一样快”的目标,国内电动汽车的充电倍率已从5C、6C提升至10C。近期,比亚迪在超级e平台技术发布会上宣布了一项重大技术突破——兆瓦闪充技术。该技术实现了最高10C的充电倍率,最大充电功率达到1000kW,并提出了“油电同速”的口号。

“C”作为衡量电池充电快慢的指标,表示电池的充放电能力倍率。在不考虑电池容量的情况下,C的系数越大,充电速度越快。国际上早在2018年就推出了XFC极速快充的概念,即在10分钟内将电池从0%充至80%以上,换算成充电倍率约为6C。目前,国内汽车市场上掌握超快充技术的企业包括小鹏汽车、岚图汽车、比亚迪、理想汽车、巨湾技研以及华为等,其中多数车型的充电倍率为5C和6C。值得注意的是,以往高端车型才配备的超充技术如今门槛正在降低。例如,小鹏汽车宣布其2025款G6、G9车型将“标配5C快充”,这意味着超快充技术将普及至20万元以下的主流价格区间。若其他车企也跟进此策略,超快充技术的市场渗透率有望迅速提升。有机构预测,到2025年,支持高电压快充的车型渗透率将超过三成

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▲ 技术安全性问题

然而,从当前的技术水平和市场环境来看,超快充技术并不适宜消费者长期频繁使用。刘锴指出,任何技术发展都必须以高安全和低成本为前提。现有电池技术特性显示,长期使用大功率充电方式会对电池寿命和安全性造成显著影响。

此前,有博主在社交平台分享了中汽研和天津大学的研究成果。该研究观察了不同充电倍率下电池以1C电流放电的衰减情况,所有样品均在30度恒温箱内进行测试。结果显示,在1C充电和1C放电循环1400圈后,电池容量保持为92.5%,而2C充电和1C放电循环后的电池容量则降至80%。值得注意的是,在4C和6C的高充电倍率下,电池充放电循环的次数明显减少,容量也大幅下降。该博主还指出,超快充不仅影响电池容量,还会导致电池放电功率下降。长期频繁使用超快充技术的用户将面临续航里程和动力性能的双重下滑,同时内阻增加也会加剧充放电过程中的电池发热,从而增加安全隐患。

近日,清华大学欧阳明高院士团队发布最新研究,揭示了一个惊人的发现:频繁使用超过120kW的超充技术,会显著缩短电池的循环寿命,缩短幅度高达40%。这一现象的背后机制在于锂析出问题:在快充过程中,锂离子不得不以超高速嵌入负极,导致部分锂原子无法及时嵌入石墨层,而是在负极表面形成金属锂枝晶。这些尖锐的“利刃”不仅消耗了活性锂,减少了电池容量,还可能刺穿隔膜,引发短路风险。

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▲ 标准与法规的制定

鉴于上述发现,业界普遍认为快充技术更适合偶尔的紧急补能场景,而非长期使用。北京理工大学电动车辆国家工程实验室为此提出了日常电动汽车充电的“黄金法则”:建议日常充电上限设定为90%,每周至少进行一次慢充至100%以校准电池;严格控制超充频次,每月不超过三次;并在电池温度低于10℃或高于35℃时禁用超充。

此外,随着快充技术对电池影响的深入理解,相关标准也在日趋严格。3月28日,工业和信息化部发布了新制定的强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB38031-2025),该标准将于2026年7月1日正式实施。这一标准不仅首次将动力电池的“不起火、不爆炸”作为强制性要求,还新增了底部撞击测试,并特别强调了快充循环后的安全测试。该测试主要针对电池单体在20% SOC至80% SOC范围内,总充电时间不超过15分钟的快充过程,并要求经过300次快充循环后仍能通过外部短路测试,确保不起火、不爆炸。

同时,GB/T 20234.3-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口》的新标准也已发布实施。这一标准在保留现有直流充电接口技术方案的基础上,大幅提升了充电性能,并增设了主动冷却、温度监测等关键技术要求。这些改进将显著提升传导充电连接装置在各种环境下的适应性、安全性和可靠性,从而更好地满足直流小功率至大功率充电的多样化需求。

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▲ 未来发展方向与限制因素

然而,在发展超快充技术的过程中,车企需要平衡多方面的因素。刘锴指出,在优化材料结构和配方的同时,还需考虑电池技术、充电设备、电网支持、热管理、安全措施及成本等多方面因素。超高功率充电可能会增加电池短路和热失控的风险,因此需要更先进的安全防护措施和精确的电池管理系统实时监控电池状态。同时,充电接口和电缆的安全设计也需要加强,以防止高压电弧或其他安全隐患的出现。

另一个不可忽视的议题是充电桩市场。当前,市面上主流的商用充电桩仍停留在2C水平。据中国充电联盟最新数据,全国1374.9万台公共充电桩中,高功率段充电桩占比仅为6.7%。这主要归因于超充站的高昂建设成本和对6C超快充技术车辆渗透率的依赖。单座超充站的建设成本高达200万元,是普通快充站的5倍,加之长回报周期,使得充电桩企业布局超充站的积极性受挫。

然而,从长远来看,超大功率充电技术对汽车和电池而言都是技术挑战的高峰。这一技术将激发汽车企业和电池企业之间的新一轮技术竞赛,对我国新能源汽车产业的持续领先地位将产生深远影响。但刘锴也指出,技术可行性并非市场选择的唯一因素。目前,超大功率快充技术的主要应用场景集中在老旧居民区、时间成本高的运营车辆,以及高速路长途行驶的车辆等特定用户群体中。要实现大规模推广应用,还需时间的市场培育和沉淀。

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