汽車(chē)充電 三分鐘搞定

　　在電動(dòng)汽車(chē)上路之前，比加油長(cháng)得多的充電時(shí)間一直為人詬病，而現在JFE公司的充電技術(shù)讓這不再是難題?，F在，我們甚至可以看到電動(dòng)車(chē)駛來(lái)的滾滾煙塵。今年年底，多家公司的電動(dòng)汽車(chē)將在美國全面上市，而中國消費者購買(mǎi)電動(dòng)車(chē)也將獲得補貼。目前電動(dòng)汽車(chē)最為人 詬病的一點(diǎn)，并不是關(guān)于環(huán)保電力的爭論，而是漫長(cháng)的充電時(shí)間。傳統汽車(chē)只需要幾分鐘加油時(shí)間就可以跑數百公里，而電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間往往要以幾小時(shí)來(lái)計 算。

　　汽車(chē)電池的重量讓其不能夠很快地更換，而人們過(guò)去在對電動(dòng)汽車(chē)充電的暢想也往往是在智能電網(wǎng)建成之后：當夜間電力便宜的時(shí)候，可以讓汽車(chē)在車(chē)庫里安靜地慢慢充電，八個(gè)小時(shí)也沒(méi)有問(wèn)題。然而這并非人們使用電動(dòng)汽車(chē)的唯一方式，電動(dòng)汽車(chē)是否能夠快速充電，在某種程度上決定了電動(dòng)汽車(chē)的命運。加油站可以在路邊，為什么充電站不可以?

　　現在我們已經(jīng)有了一些快速充電的方案：荷蘭建立的一個(gè)實(shí)驗性快速充電站，已經(jīng)能夠在 30分鐘之內為九座旅行電動(dòng)車(chē)提供繼續跑50公里的電力;日產(chǎn)開(kāi)始在華盛頓特區建立充電站，希望能夠在30分鐘之內將日產(chǎn)Leaf的24千瓦時(shí)電池組充滿(mǎn)到80%;ABB在今年3月份的日內瓦車(chē)展上發(fā)布了快速直流充電站，10分鐘充電可以運行100公里以上;通用電氣和日產(chǎn)也在五月簽訂了諒解備忘錄，將為電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)更穩定高速的充電設備。而最近日本JFE工程公司開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，則比現有充電技術(shù)更快，而且建立充電站的成本更低。

　　這種充電器可以讓汽車(chē)在3分鐘內達到50%的電力，足以支持其繼續跑100公里。如果把充電時(shí)間拉長(cháng)到5分鐘，就可以讓汽車(chē)達到80%的電量。充電的時(shí)間將會(huì )和現在加油所需時(shí)間差不多的程度，必然會(huì )拉近電動(dòng)汽車(chē)和傳統汽車(chē)的差距，并且為電動(dòng)汽車(chē)的大規模推廣鋪平道路。這將是一個(gè)了不起的突破，而且還很現實(shí)。

　　比如，充滿(mǎn)電后可行駛160公里的三菱電動(dòng)汽車(chē)，充至50%可行駛約80公里，充至70%可行駛約110公里。該公司認為，充至50%或70%的電量即可基本滿(mǎn)足家用車(chē)輛一天的行駛距離需求，因此開(kāi)發(fā)了上述充電時(shí)間特性的充電器。

　　現在我們使用的汽車(chē)電池大都是鋰離子電池。在這類(lèi)電池中，正負極分別是鋰的化合物和碳，之間是一堆粘稠的電解質(zhì)。在充電時(shí)，鋰離子從正極流向負極，放電時(shí)則相反。無(wú)論是充電還是放電，其速度都由鋰離子流動(dòng)的數量和速度來(lái)決定。JFE這套充電系統最特別的地方就在這里：通過(guò)一套蓄電池來(lái)做為中介，直接使用高壓線(xiàn)路為這塊蓄電池充電，再將其作為汽車(chē)電池的充電來(lái)源。在給汽車(chē)充電的過(guò)程中，這塊中介蓄電池將會(huì )提升放電電流，利用大電流加快汽車(chē)電池的充電速度，以彌補傳統民用電電流不足的缺陷。

　　這個(gè)思路有點(diǎn)像是在計算機中廣泛使用的緩存原理：通過(guò)一個(gè)中間的倉庫，提升數據處理的速度。過(guò)去的汽車(chē)充電技術(shù)需要將高壓電通過(guò)變電站轉化成民用電，然后將汽車(chē)像其他家用電器一樣連在電網(wǎng)上;而這種新技術(shù)則建立了一個(gè)電力倉庫，直接從高電壓的線(xiàn)路中接受電力，然后將其迅速轉移到汽車(chē)蓄電池中。由于不再需要變電站，新型快速充電站的成本將會(huì )比其他快速充電站低得多。目前日本國內使用的普通快速充電器可以在15分鐘內為汽車(chē)充滿(mǎn)50%的電力，而30分鐘可以充滿(mǎn)80%—和這種新技術(shù)相比，簡(jiǎn)直是漫長(cháng)得可怕的時(shí)間。

　　這種超快速充電的關(guān)鍵在于，在夜間事先令充電器內的充電電池蓄電，然后“由充電器內的特殊電池汲取這些電力，向電動(dòng)車(chē)的電池一舉釋放”JFE公司表示。此外這家公司還計算了成本與收益：原來(lái)的充電器使用的是50千瓦大容量電力，需要配備變壓設備等裝置，而新開(kāi)發(fā)的充電器能夠使用15千瓦普通電力，據稱(chēng)可將一般需要1000萬(wàn)日元的設備投資減少至約6成。另外還有利于減少電費，不僅基本費用降低，而且還可使用便宜的夜間電力。

　　不僅是充電技術(shù)在不停發(fā)展當中，電池技術(shù)也是。能夠在正常電力供應的情況下實(shí)現快速充電的鋰離子電池已經(jīng)有了不錯的進(jìn)展，去年三月麻省理工學(xué)院就已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了能夠比現在鋰電池充放電速度快上百倍的新型電池，同樣可以將汽車(chē)電池的充電時(shí)間縮短到幾分鐘。材料和工程學(xué)教授Gerbrand Cedar通過(guò)改變傳統鋰離子電池的陽(yáng)極結構實(shí)現了這種突破，他通過(guò)在陽(yáng)極材料上開(kāi)出寬度只有幾納米的小槽以增大表面積，成功地將充電速度提升了超過(guò)30 倍，而利用直徑約50納米的鋰鐵磷酸鹽小球制成電極，則可以讓鋰電池的充放電速度提高一百倍。換言之，他們將傳統的“一個(gè)”電極，變成了“一堆”細小的電極，從而大幅減少充電時(shí)間。

　　這種飛速電池還沒(méi)有商業(yè)化的消息，而 JFE工程公司已經(jīng)計劃在今年推出快速充電站。這樣急迫的心情可以理解，因為電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展就在眼前，而充電站這樣的基礎設施將會(huì )在某種程度上決定未來(lái)—汽車(chē)的電池不僅可以為汽車(chē)使用，甚至可能成為家電的電力來(lái)源。隨著(zhù)智能電網(wǎng)的發(fā)展，在電價(jià)低的時(shí)段獲取電力而在高電價(jià)時(shí)段使用的想法將會(huì )相當正常，汽車(chē)有可能會(huì )成為家庭的備用電力來(lái)源。充電基礎設施的比拼會(huì )像現在的電話(huà)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商之間的競爭一樣常見(jiàn)且激烈，它們也許將會(huì )奠定電力行業(yè)的新格局。