北京白癜风哪个医院治得好 http://wapyyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html年第三季度，中国新能源汽车销量连续三个月实现同比增长且创下历年新高，在逐渐走出补贴退坡、整体车市下滑以及新冠肺炎疫情的三重影响之后，新能源车市有望步入以个人用户购车为主的良性发展轨道。
图1：-年新能源汽车销量趋势
如果要问，还有什么在阻碍电动汽车的发展驶入“快车道”，答案很可能是——充电。电动车主在公共区域“充电难”的问题虽已是老生常谈，但随着电动车渗透率的攀升，“充电难”问题甚至可能进一步凸显。
电动汽车接下来的发展，在很大程度上取决于充电网络；而要提升充电网络的效率，更大功率“超充”技术的应用已是弦上之箭。
一、“超充”的原理
什么是电动汽车的“超充”？它与“慢充”和常规“快充”有何不同？
所有电池（包括电动汽车中的动力电池）都使用直流电（DC）进行充电和放电。但是电网提供的是交流电（AC）。因此，来自电网的交流电需要转换为直流电，才可为电池充电。这项转换工作由AC/DC转换器完成，因此，AC/DC转换器是电动汽车充电装置不可或缺的一部分。
充电装置既可以作为车载充电器（OBC）集成到车辆中，也可以位于车辆外部。当前，几乎所有电动汽车都配有小型OBC，人们可以用电缆将OBC连接到常规的交流插座，也可以通过交流充电桩与OBC连接。因此，交流充电桩实际上不是充电器，而是可插入充电电缆的智能插座。
如果要更快速地充电，则需要更大的AC/DC转换器和更大的充电器，这意味着更大的重量、占用更多的车内空间，以及增加电动车的复杂性和成本。更重要的是，基于车规级要求，整车企业需要确保OBC在车辆全生命周期始终可靠运行。因此，平衡众多因素下，汽车制造商通常会选择较小（因此也速度较慢）的OBC。
与“OBC+交流充电桩”的组合相比，本身自带AC/DC转换器的直流充电桩，体积更大、重量更重、结构更复杂且成本更高，但充电速度也快得多。这就是为什么它们通常被称为“直流快充桩”的原因。
图2：慢充与快充的区别（图片来源：FASTNED）
当前市面上常见的普通快充桩可提供50-70kW功率，其充电速度是普通OBC的5至10倍。
而“超充”（即超快速充电Ultra-FastCharging）同样是快充的一种，是指充电功率达到kW以上的快充。在当前最新一代产品当中，特斯拉V3Supercharger最高功率达到kW，而欧洲Ionity、美国ElectrifyAmerica等充电运营商所使用的超充桩，最高功率可达kW。葡萄牙初创公司i-Charging，甚至推出了最高kW的充电桩。
更大功率的充电，究竟是如何实现的？又有哪些因素在影响、限制着电动车“超充”的实现？
电池构造
电动汽车所用的动力电池，由许多个“电芯”组成。以特斯拉Model3长续航版（美国版）为例，其所用电芯为松下生产的直径21mm、高度70mm的“电芯”，其形状与人们平常使用的圆柱充电电池无异。
将共计多达个“电芯”平均分配在96个“电池块”中，将这些电池块放入4个模组（各模组中的电池块数量分别为25-23-23-25），再用电缆、壳体以及其他组件将各电池块连接起来，组成总容量约76kWh的动力电池包。
图3：特斯拉Model3电池布置（图片来源：Electrek）
我们知道，电芯之间的连接方式分为串联和并联。电芯额定电压为3.7V，满电时电压约为4.2V。每个电池块中的46节电芯之间呈并联排布，因此单电池块的电压与单电芯相等，为满电时4.2V；而各电池块之间呈串联形式，因此总体电池包满电时的电压约为96*4.2V≈V。
电流与电压
充电功率是由电压（单位：伏特V）和电流（单位：安培A）共同决定的。例如当前市面上以50kW功率充电的电动车，通常采用V电压和A电流的组合（*=50,W）。
因此，充电速度的快慢，取决于电流和电压这两个变量。
可以将充电接口想象为水龙头，电压相当于水龙头出水的水压，而电流相当于水龙头的直径大小。如果加大水压，同一时间内流出的水量便会增多，而同样地，加粗水龙头的直径也会实现这样的效果。
如上所述，电压的高低取决于电池的属性和串、并联排布方式。当前主流的电动汽车，在电池充满状态下，电压普遍在V的水平。而当电池处于未充满状态时，电压则低于此数值，随着电池被逐渐充满，电压会不断上升。
在电压一定的前提下，电流的大小，则由充电桩根据BMS的指示，在电缆所能支持的最大电流之内调节控制。一般而言，最高功率50kW的充电桩，可支持的最大电流约为A，而kW超充桩，则可提供高达A的电流。
电池寿命
电动车动力电池中的电量，一般不会被全部耗尽。例如在Model3超过76kWh的总体电量中，可用电量约为72.5kWh，即总电量的约95%。
剩余的5%电量，则用于“缓冲”充电与放电对电池的影响。在BMS的控制下，电池会自动在5%至95%之间充放循环。
有许多因素都会对电池寿命造成影响，包括温度、电池尺寸、化学构成、电池保持满充状态的时长，以及完全充放电循环的次数等。因此，充电技术和充电策略，会对电池寿命产生多个层面的影响。
通常来说，动力电池的容量越大，其寿命就可能越长，因为在行驶同样里程的前提下，更大的动力电池经历的完全充放电循环次数往往更少，从而有利于减缓电池的衰减。
影响电动车充电速度的其他因素：
电池容量：通常情况下，电池容量越大越容易实现大功率充电。例如特斯拉Model3（电池容量约76kWh）的最高充电功率就远高于宝马i3（电池容量22.5kWh），这也是插电式混动车型（PHEV）通常很难实现快充的原因之一。
电池SoC（电荷状态）：当电池越接近充满时，充电功率越会降低，以避免电芯过热导致的安全隐患。这便是快充在SoC处于0%-80%区间时效率最高的原因。电池温度：电芯在20-25℃时效率最高。当电池温度过高或过低时，BMS会降低电流以保护电芯。电池化学成分：电池生产商通常会根据目标用户的使用场景，对电池的尺寸、重量、性能等进行有针对性的设计，在性能与成本之间寻求最佳平衡点。不同化学成分的电池，因其材料的电导率、锂离子扩散系数不同，充电的速度也不相同。
充电桩功率：充电设施本身所能提供的功率大小，决定了电动车充电功率的上限。例如一个额定功率为50kW的直流充电桩，不可能以超过50kW的功率对电动车充电。
配电电容：除充电设备本身之外，其所连接电网的配电电容，也约束着充电功率的大小。例如，通常共享同一条配电线缆的两根特斯拉V2超充桩，尽管单桩最高功率为kW，但当它们同时为电动车充电时，分别只能达到约最高功率的一半。
因此，为提高电动车充电速度所作的尝试，本质上是在综合考虑以上全部因素的前提下，提升充电电压或加大充电电流。
二、“超充”的发展
迄今为止，全球主要的汽车公司，分别发布了三种不同的快充标准：CHAdeMO、CCS和GB/T。
这些标准互不兼容，每个标准都有自己的工作电压和电流、物理连接器、控制逻辑以及汽车和充电器之间的通信协议。
CHAdeMO是日产和三菱引领的日本快充标准，该名称既是ChargedeMove的缩写，同时也是日语中“一杯茶”的谐音，暗示为车辆充电只需喝一杯茶的时间。年，CHAdeMO标准最初设计的充电功率为50kW，充电电压V。
CCS（CombinedChargingSystem，联合充电系统）由美系和德系八大厂商福特、通用、克莱斯勒、奥迪、宝马、奔驰、大众和保时捷于年联合发布。其将当时现行的所有充电接口统一起来，用一种接口就能够完成单相交流充电、快速三相交流充电、家用直流充电和超速直流充电四种模式。
中国于年推出了GB/T-，该标准规定交流额定电压不超过V，频率50Hz，额定电流不超过A；直流额定电压不超过1V，额定电流不超过A。
除以上三种标准之外，年推出的特斯拉超级充电桩采用其独有标准，但特斯拉在欧洲和中国市场销售的汽车，会分别匹配CCS和GB/T端口。
图4：全球主要充电标准（图片来源：chargehub.
