来源:我是科学家iScientist
你是否听过“电动汽车充电5分钟跑1000公里”的消息?醒一醒,别被车企广告骗了。针对这种说法,清华大学电动车专家欧阳明高教授评论道:“如果有人说他的车既能跑1000公里,又能几分钟充完电,还特别地安全,而且成本还非常低,那大家不用相信,因为这在目前是不可能同时达到的。”
既然“充电5分钟跑1000公里”现在不行,那么未来行不行呢?
里程焦虑 | commercialobserver.com, Brain taylor
电池如人体,你能跑7天不吃饭吗?
电动车能跑多远主要是由电池组储存的能量决定,电动车能多快完成充电是由外部充电功率和电池组能接受的输入功率共同决定。因此,电池的快充性能和储存的能量,决定了电动车的充电速度和续航里程。
电池虽然是电动车的唯一能量来源,但将其等同于普通汽车的汽油或者发动机都是不科学的。汽车完成一次加油的时间主要由加油枪和油箱进口结构决定,而汽车的续航里程主要和携带汽油多少及燃油机的工作效率有关。为了解释电动车的充电速度和储存能量的限制,我们可以把电池比作人体的胃。电池是一个复杂化学化工体系,只要化学反应体系确定,其对外放电(做功)的能力基本确定。这就像人类只有那么大的胃,只能吸收转化有限的能量。
如果有人说他认识谁5秒能跑100米,或者能连续跑7天不用吃饭,你的反应是什么?而对于电池来说,尽管通过材料与电极结构的改进在以每年5%左右的幅度逐渐提升性能,但有人说能直接作出10倍能量/功率输出的电池,你就知道这是伪科学了。
示意图,电池与人体 | 作者供图
不难实现,但没必要
就目前电池组和电动汽车的技术水平来说,要想实现充电1次跑1000公里并不难,而没有这样做的原因,主要是出于对市场、经济性与安全性的考虑。
以特斯拉的ModelS为原型,其跑1000公里不考虑车重增加的因素,需要200度电。但是要想增加这200度电,就需要给汽车目前的动力系统增加800公斤重的动力电池,后排空间和后备箱也许就被牺牲了。因此,即使现有的技术完全可是实现充一次电续航1000公里,但是车辆的成本会显著增加。
电动巴士顶上的电池组 | Wikimedia Commons, ACBahn / CC BY-SA 3.0 (https://creativecom