【搜狐汽車E電園】（文：高超）當前，純電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化所面臨的第一大障礙，就是“里程焦慮”的問題。對于純電動汽車而言，電池系統(tǒng)的充放電性能是決定車輛實際使用性能的重要指標。尤其是充電性能的好壞直接關系到車主的用車時間成本。相信各位電動車車主都感受過，在寒冷的冬季凍在車里給車輛充電的經(jīng)歷吧？如何能夠?qū)崿F(xiàn)電動車的快速充電，讓新能源用戶也能感受到手機一般的“充電五分鐘，通話兩小時”的便捷享受呢？
近日，寧德時代新能源科技股份有限公司（簡稱CATL）在快速充電技術方面有了新的突破，他們推出了EnerSpeedy超級快充電池。該電池能量密度為190Wh/kg，可在15分鐘內(nèi)完成100%充電，確保電動汽車300公里的續(xù)航里程。為此，我們請來了CATL快充項目負責人王升威來為大家介紹一下，什么是快充？而快充技術的原理是什么？技術難點在哪里？相信會讓大家對此項技術有一個全新的認識。
在文章的前半部分我們先來了解一下，關于快充技術的知識，而后半部分我們則重點解答一下網(wǎng)友們關于快充技術的相關問題，好了讓我們言歸正傳，馬上開始今天的話題。
1、什么是快充技術？
什么是電動車的快充技術？了解這項技術之前我們需要先知道一個專業(yè)名詞叫：C!C。其中的 C 指的是充電倍率，可以簡單理解為充、放電的速率。鋰離子電池的充放電倍率，決定了我們可以以多快的速度，將一定的能量存儲到電池里面，或者以多快的速度，將電池里面的能量釋放出來。
舉個例子， 1C 的電流，從滿電到放電完全是用 1/1=1小時 ; 2C=1/2小時 ，也就是 30 分鐘；4C，則耗時 15 分鐘。
快充和慢充是相對的概念。業(yè)界普遍認為，電動汽車快充是指充電電流大于 1.6C 的充電方式，也就是從 0% 充電到 80% 時間小于 30 分鐘的技術。
2、快充傷電池有沒有科學依據(jù)？傷害的后果是什么?
每一個相同設計的電池，都存在著“健康充電區(qū)間”，而快充電池的化學體系是經(jīng)過特殊優(yōu)化的，其“健康充電區(qū)間”比慢充電池的大，所能承受的充電電流自然比慢充電池要大。
因此，如果使用經(jīng)過體系優(yōu)化的快充電池，其壽命是不會受到影響的。但是，如果強制將慢充電池當作快充電池使用的話，由于充電電流超過了慢充電池的健康充電區(qū)間，電池會受到比較大的傷害，壽命就會大大縮短。
CATL經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，健康充電區(qū)間跟兩個因素相關，一個是溫度，一個是SOC，（荷電狀態(tài)，電壓的高低）。所以只要識別每一個電池的健康充電區(qū)間，在范圍內(nèi)進行快充。既可以實現(xiàn)快速充電，又不會傷害它。
3、電池快充技術的攔路虎
我們可以把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就像優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。
充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，以供到達負極的鋰離子嵌入。嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
快充時，鋰離子需要加速瞬時嵌入到負極。這對負極的快速接收鋰離子的能力挑戰(zhàn)很大。普通化學體系的電池在快充時負極會出現(xiàn)副產(chǎn)物，影響電芯的循環(huán)和穩(wěn)定性。
所以，鋰電池快充的技術的核心就是在不影響電芯壽命和可靠性的前提下，通過化學體系和設計優(yōu)化，加速鋰離子在正負極移動的速度。
4、溫度對電池快充技術的影響
低溫
CATL提出了兩種電池保護策略，一是分溫度區(qū)間充電。BMS識別當前的溫度、電壓，低溫下反饋出最佳的充電電流，在電池的“健康充電區(qū)間”內(nèi)充電，更好地保護電池。二是利用水熱系統(tǒng)，低溫下為電芯加熱，待電芯溫度達到要求，即可開啟快充模式，做到低溫下“健康的”快充。
高溫
同樣，電池也需要避免高溫的影響，因為它本身存在氧化還原反應，溫度越高反應越劇烈?？斐浔旧頃l(fā)熱，需避免快充電池自身發(fā)熱帶來更惡化的高溫發(fā)熱的現(xiàn)象。因此，快充一定要加一個水冷系統(tǒng)，把溫度控制在最佳溫度區(qū)間。
所以CATL研究的重點在于怎么識別不可逆反應的速度，在“健康充電區(qū)間”范圍內(nèi)進行快充，就可以既實現(xiàn)快速充電，又可以不讓電池受到快充的損害，做到快充和長循環(huán)壽命兼顧。
5、關于快充技術，CATL有獨門秘籍！
前文中我們提到了寧德時代的EnerSpeedy超級快充電池，下面我們就來著重了解一下此項新技術。我們知道鋰離子在正/負極的擴散和移動，跟百米賽跑一樣。我們希望跑道要足夠的寬，不要相互擁擠。如何拓寬通道呢？
為此，在負極石墨表面，CATL采用了“快離子環(huán)”技術，相當于在石墨表面打造一圈高速跑道，極大地加快鋰離子在石墨層的嵌入，修飾后的石墨兼顧超級快充和高能量密度的特性。
快充時負極不再出現(xiàn)副產(chǎn)物，大大提高鋰離子在石墨層的嵌入速度，使其具備4-5C快充能力，實現(xiàn) 10-15分鐘快速充電。
另外，電池內(nèi)部的散熱速率，也是影響倍率性能的一個重要因素。如果散熱速率慢，大倍率充放電時所積累的熱量無法傳遞出去，會影響鋰離子電池的可靠性和壽命。
CATL當前開發(fā)的快充產(chǎn)品，搭載自主研發(fā)的熱管理系統(tǒng)，能充分識別固定化學體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區(qū)間”，極大拓寬鋰電池的運營溫度區(qū)間。
遇到南方酷暑的夏天時，電池系統(tǒng)自動發(fā)出降溫需求，啟動水冷系統(tǒng)給電芯降溫，真正做到“全氣候”的快充。
當電池處于北方寒冷的冬天時，水熱系統(tǒng)在低溫下為電芯加熱，待電芯溫度達到要求，即開啟快充模式。
目前，CATL 超級鐵鋰快充產(chǎn)品已經(jīng)批量應用在商用車領域，可實現(xiàn) 10 分鐘內(nèi)充滿 85% ，循環(huán)壽命高達 10000 次以上。已有 2600 余臺搭載 CATL 超級快充產(chǎn)品的電動大巴在市場上運行，運行狀態(tài)良好，得到了整車企業(yè)和公交用戶的好評。
乘用車的快充技術也能實現(xiàn)35km續(xù)航、15分鐘內(nèi)完成充電。目前多家乘用車企業(yè)正與 CATL 開展快充產(chǎn)品研發(fā)合作。
了解了快充技術的基礎知識和當前的發(fā)展現(xiàn)狀，我們再來給大家做個小科普，回答幾個網(wǎng)友最關心的問題。
1、為什么我的車快充充不進去電呢？
如果快充充電出現(xiàn)充不進去或跳槍，可能有多方面原因，受充電樁影響也很大。
例如：1.充電樁低壓供電不穩(wěn)，或因故障導致輸出電壓過高或過低，會導致跳槍；如果充電樁不能穩(wěn)定輸出大電流，則可能引發(fā)保護跳槍。
2.快充開始或結束時，需要電流快速爬升或下降，如果充電樁不能迅速響應，則可能被診斷為充電樁故障，電池主動斷開電路。
3.快充電池本身，如果電池管理系統(tǒng)故障，或冬季未熱車溫度過低，也會充不進電或跳槍。
1、每天充電多少次最佳？充到多少對電池最好呢？
使用快充的頻次（每周或每天的快充次數(shù)）
這并沒有嚴格的限制，取決于用戶應用場景。出租車公司購買了電動汽車，將電動汽車作為生產(chǎn)資料，對充電的速度有嚴格的需求，所以上不封頂。出租車用戶平均每天充電一到兩次。而大部分的車主每日的行駛里程在50公里以內(nèi)，一般使用慢充?？斐鋵λ郊臆囍鱽碚f，一般是以應急充電為主。
2、快充充到80%是不是對電池的傷害??？
電池有個有效容積，一般達到了80%就達到了有效容積。如果每次都讓電池充滿，電池會處于一個滿負荷的工作狀態(tài)，長此以往電池會很疲憊，對于快充最后涓流的部分可以不要，因為充電到最后時電流會很小，由于不是恒壓，此時的電壓還會很大，因此最后充電的效率很低，不如每次只讓電池吃到八分飽，這樣反而電池會處于一個很健康的狀態(tài)，這和人吃飯是一個道理。
編輯總結：
毫無疑問，快充是目前能夠有效解決電動汽車續(xù)航問題的最佳方法，也是未來幾年各大新能源廠商角逐的主要戰(zhàn)場。CATL寧德時代在這方面已經(jīng)成為了該領域的領軍人物，而未來的高速充電技術將是新能源行業(yè)開發(fā)的重點，希望各個企業(yè)都能夠推出各自在性能與品質(zhì)方面優(yōu)秀產(chǎn)品。而對于普通用戶來說，更加合理的使用好自己的新能源車，了解電池系統(tǒng)的特性是關鍵，這樣才能在未來的用車方面更加便利，更好的體驗
