汽車充電 三分鐘搞定

　　在電動汽車上路之前，比加油長得多的充電時間一直為人詬病，而現在JFE公司的充電技術讓這不再是難題?，F在，我們甚至可以看到電動車駛來的滾滾煙塵。今年年底，多家公司的電動汽車將在美國全面上市，而中國消費者購買電動車也將獲得補貼。目前電動汽車最為人 詬病的一點，并不是關于環(huán)保電力的爭論，而是漫長的充電時間。傳統(tǒng)汽車只需要幾分鐘加油時間就可以跑數百公里，而電動汽車的充電時間往往要以幾小時來計 算。

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

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

　　這種充電器可以讓汽車在3分鐘內達到50%的電力，足以支持其繼續(xù)跑100公里。如果把充電時間拉長到5分鐘，就可以讓汽車達到80%的電量。充電的時間將會和現在加油所需時間差不多的程度，必然會拉近電動汽車和傳統(tǒng)汽車的差距，并且為電動汽車的大規(guī)模推廣鋪平道路。這將是一個了不起的突破，而且還很現實。

　　比如，充滿電后可行駛160公里的三菱電動汽車，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%的電量即可基本滿足家用車輛一天的行駛距離需求，因此開發(fā)了上述充電時間特性的充電器。

　　現在我們使用的汽車電池大都是鋰離子電池。在這類電池中，正負極分別是鋰的化合物和碳，之間是一堆粘稠的電解質。在充電時，鋰離子從正極流向負極，放電時則相反。無論是充電還是放電，其速度都由鋰離子流動的數量和速度來決定。JFE這套充電系統(tǒng)最特別的地方就在這里：通過一套蓄電池來做為中介，直接使用高壓線路為這塊蓄電池充電，再將其作為汽車電池的充電來源。在給汽車充電的過程中，這塊中介蓄電池將會提升放電電流，利用大電流加快汽車電池的充電速度，以彌補傳統(tǒng)民用電電流不足的缺陷。

　　這個思路有點像是在計算機中廣泛使用的緩存原理：通過一個中間的倉庫，提升數據處理的速度。過去的汽車充電技術需要將高壓電通過變電站轉化成民用電，然后將汽車像其他家用電器一樣連在電網上;而這種新技術則建立了一個電力倉庫，直接從高電壓的線路中接受電力，然后將其迅速轉移到汽車蓄電池中。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分鐘內為汽車充滿50%的電力，而30分鐘可以充滿80%—和這種新技術相比，簡直是漫長得可怕的時間。

　　這種超快速充電的關鍵在于，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，向電動車的電池一舉釋放”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，而新開發(fā)的充電器能夠使用15千瓦普通電力，據稱可將一般需要1000萬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。

　　不僅是充電技術在不停發(fā)展當中，電池技術也是。能夠在正常電力供應的情況下實現快速充電的鋰離子電池已經有了不錯的進展，去年三月麻省理工學院就已經開發(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，同樣可以將汽車電池的充電時間縮短到幾分鐘。材料和工程學教授Gerbrand Cedar通過改變傳統(tǒng)鋰離子電池的陽極結構實現了這種突破，他通過在陽極材料上開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(tǒng)的“一個”電極，變成了“一堆”細小的電極，從而大幅減少充電時間。

　　這種飛速電池還沒有商業(yè)化的消息，而 JFE工程公司已經計劃在今年推出快速充電站。這樣急迫的心情可以理解，因為電動汽車產業(yè)的迅速發(fā)展就在眼前，而充電站這樣的基礎設施將會在某種程度上決定未來—汽車的電池不僅可以為汽車使用，甚至可能成為家電的電力來源。隨著智能電網的發(fā)展，在電價低的時段獲取電力而在高電價時段使用的想法將會相當正常，汽車有可能會成為家庭的備用電力來源。充電基礎設施的比拼會像現在的電話和互聯(lián)網服務提供商之間的競爭一樣常見且激烈，它們也許將會奠定電力行業(yè)的新格局。