FE 電動方程式作為頂級賽事給出的答案是—— 15C。
所有車手在比賽過程中必須在維修區進站停留一次,進行時長為 30 秒的充電補能。
整個補能過程充電功率可達 600kW,能為車輛補充約 10%(3.85 度)的電量。
猛一看,600kW 的充電功率不算什么,但按照全新 GEN3 EVO 賽車電池可用能量為 38.5 度來計算,其進站補能時能實現約 15C 的極高充電倍率。
理論上完全充滿這塊電池,僅需 4 分鐘。
想要實現如此高的充電倍率,還是得依仗 FE 方程式賽車使用的一些常規先進技術:
首先是 1000V 的高壓電氣架構,在 600kW 功率的充電工況下峰值電流也僅 600A,能夠減少能量損耗;
其次是儲能技術,就像市場上的超快充樁也配有儲能柜,可以解決充電樁瞬時大功率需求,從而降低電網負擔;
最后還有電池和熱管理系統,FE 賽車電池電芯工作溫度可達 57 攝氏度,高于這個溫度,BMS 才會開始限制功率輸出,以保證賽車的高功率性能輸出。
很符合那句經典的電影臺詞:" 快嗎?羨慕嗎?命換來的。"
高倍率充電,保真嗎?
那么,拋開 FE 方程式賽車,目前新能源汽車市場高倍率充電體驗又如何?
比如此前火熱的比亞迪兆瓦閃充,其最高充電倍率達到了 10C,最大充電功率達 1000kW,最高充電電壓 1000V,最大充電電流 1000A。
緊隨比亞迪之后,今年 4 月份寧德時代又推出了第二代神行超充電池,拿出了峰值充電速率接近 12C 的表現。
其峰值充電功率則超過 1.3 兆瓦,能實現 "1 秒充 2.5 公里 ",充電 5 分鐘補充 520 公里續航。
也在今年 5 月份,欣旺達發布的閃充電池 4.0 中,也包含一款峰值超 12C,1 分鐘補能 150 公里的閃充電池——欣星馳 2.0。
可以說年初比亞迪開啟兆瓦閃充,拿出了 10C 高倍率充電電池之后,也就半年不到,市場上已經有三家頭部電池企業跟進 10C 以上超充電池技術了。
這意味理論上這塊電池在十分之一小時,也就是 6 分鐘即可充滿電。
但實際情況顯然不是如此,因為車企的各類宣傳中貓膩太多了。
比如目前市場所謂的 10C 以及以上充電倍率,基本是指這個充電過程中,階段性地達到 10C 工況,也就是所謂的峰值充電速率。
以比亞迪漢 L 為例,其 10C 充電理論范圍實際是指 10%-70% 這一階段,并非電池從零全程充滿僅需 6 分鐘。
累計補充 CLTC 續航里程 418km,峰值功率 1003kW,以比亞迪漢 L 純電 83.2 度的電池容量計算,共補充了 58.24 度的電量。
雖然看起來很快,但如果從充電全周期估算其實充電倍率也就 5C 左右。
極氪官方在去年曾發布過一個標準的 5C 充電視頻,顯示極氪 009 光輝版在極氪 V3 極充樁上從 10%-80% 充電補能時間也僅為 11 分半,續航里程增加了超過 500km,算下來補充電量甚至達到 75.6 度。
電池 Soc 越高,在涓流充電效應下充電功率也越小,由于兩種充電測試面臨的難度有差異,不能直接做對比,但也能間接看出來目前所謂 10C 充電其實并沒有對真正的 5C 充電形成代際性差異。
車企和電池廠所謂的 10C 充電,更多還是宣傳數字上對我們更具吸引力,核心在于 " 峰值 ",就像一個人跳高能摸到 2.5 米,但不能代表他身高 2.5 米。
也有點像是此前一段時間車企喜歡宣傳的發動機熱效率,但發動機某一工況下的熱效率高并不直接決定這臺車是否真省油。
畢竟如果 10C 的充電倍率實際平均充電速度能達到全程 5C 的水平,對比一些車企在宣傳上是 5C 充電,實際平均充電速度也就 3C 的水平,還是進步了一個世紀。
充電倍率的天花板在哪?
即便是真 10C 充電,與 5C 看似區別很大,但實際換算到時間也就相差 6 分鐘,而與 6C 充電倍率相比,就相差 4 分鐘。
這種充電時間的縮短目前對于大家的體驗提升已經很不明顯了,反而因為需要更高倍率的充電能力,車企和車主在樁端、車端卻要付出高得多的成本。
比如在樁端,5C 超充樁的建設成本已經是普通 2C、3C 超充樁的兩三倍,而 10C 超充樁還需要配置大型儲能設施以及高效的液冷散熱等輔助系統,建設成本大概是普通超充站的五六倍。
關鍵在于如此高成本建設的高功率充電樁并不是所有電動車都適配,如果車端電池能力達不到,受限于電壓、電流,即便是支持 10C 充電的超充樁,車端也可能僅僅是 3C 的充電表現。
比如支持 5C 快充的電池包成本較普通電池要高 20%-30%。
而支持 10C 超快充的電池,為了滿足快充要求,需要對電池的電極材料、電解質等進行特殊處理,還要配備更高性能的電池管理系統和散熱系統,其成本遠高于普通充電倍率的電池。
此外,對于車端的電池來說,成本、能量密度、充電速度、循環壽命等維度基本是一個相互權衡取舍的關系。
比如目前高倍率電池基本是磷酸鐵鋰電池,充電速度是提升了,但由于能量密度較低,想要同樣的續航里程電池包就要比三元鋰電池更大、更重,對于整車動態、有效載荷都有影響。
以及,還有高功率充電帶來的損耗問題,充電損耗本質是電化學與熱力學失衡的產物,充電速度越來越快,熱損耗導致的能量浪費就越多。
寫在最后
總的來說,對于純電車來說充電速度固然越快越好,但是純電動車的整體用車體驗卻是一個綜合性指標。
在滿足充電速度的前提下,也能實現成本、能量密度、循環壽命各方面平衡顯然會是最優解,否則就像是只在圍場里表演的 FE 方程式了。
當然技術也是不斷向前發展的,或許當下純電車在充電速度、能量密度、成本等方面相互制約的難題有一天也會迎刃而解,屆時純電車充電補能體驗也真的和燃油車加油沒什么區別了。
END