當(dāng)?shù)貢r(shí)間2015年12月12日晚，在長(zhǎng)達(dá)13天的艱苦談判后，來(lái)自195個(gè)國(guó)家的代表終于就共同應(yīng)對(duì)氣候變化一致通過(guò)了《巴黎協(xié)定》。根據(jù)協(xié)定內(nèi)容，在減緩氣候變暖方面，協(xié)定指出，發(fā)展中國(guó)家應(yīng)依據(jù)不同的國(guó)情繼續(xù)強(qiáng)化減排努力，并逐漸實(shí)現(xiàn)減排或限排目標(biāo)。
在中國(guó)，節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措，便是大力推動(dòng)新能源汽車尤其是電動(dòng)車的普及。然而，電動(dòng)車在中國(guó)面臨的最現(xiàn)實(shí)的障礙便是充電問(wèn)題。
如果電動(dòng)車可以實(shí)現(xiàn)快速充電呢？
可見的事實(shí)是，中國(guó)的手機(jī)廠商已在快速充電領(lǐng)域率先突破，甚至，距“秒充”這一終極目標(biāo)已不再遙遠(yuǎn)；與此同時(shí)，汽車快速充電也越來(lái)越接近“立等可取”。
手機(jī)突破了什么
“與日漸成熟的硬件配置相比，續(xù)航問(wèn)題是手機(jī)廠商的一大痛點(diǎn)，也是用戶吐槽最多的問(wèn)題。”OPPO R7產(chǎn)品經(jīng)理李勝告訴《瞭望東方周刊》，在智能手機(jī)時(shí)代，這一問(wèn)題尤為突出。
早在2013年，OPPO在推出Find 5手機(jī)后就意識(shí)到了這一問(wèn)題。彼時(shí)，F(xiàn)ind 5手機(jī)第一次采用1080P屏幕。雖然這種屏幕能帶來(lái)極好的視覺(jué)體驗(yàn)，但隨之而來(lái)的一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，就是續(xù)航能力大大降低。
隨后，OPPO開始在原有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上研發(fā)快充技術(shù)。2014年3月，OPPO推出了首款搭載VOOC閃充技術(shù)的Find7手機(jī)。這款宣稱“充電30分鐘可達(dá)75%電量”的手機(jī)一經(jīng)推出就備受消費(fèi)者喜愛。
此后，OPPO又相繼推出了N3、R5、R7等多款帶有快充技術(shù)的智能手機(jī)，市場(chǎng)反響均不俗。與此同時(shí)，OPPO手機(jī)的快充效率也從最開始的“充電30分鐘可達(dá)75%電量”達(dá)到現(xiàn)在的“充電5分鐘通話2小時(shí)”。2015年初，OPPO決定在2000元以上的手機(jī)產(chǎn)品中均開始搭載VOOC閃充技術(shù)。截至目前，搭載了VOOC閃充的手機(jī)累計(jì)銷售量已接近1500萬(wàn)臺(tái)。作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)推出帶有快充技術(shù)的手機(jī)廠商，OPPO在快充領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力和技術(shù)積累早已走在行業(yè)前列。
OPPO快充項(xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴《瞭望東方周刊》，其實(shí)Find 7手機(jī)標(biāo)稱的“充電30分鐘可達(dá)75%電量”是一個(gè)保守說(shuō)法，是產(chǎn)品測(cè)試中所得的最低充電效率，“實(shí)際上很多產(chǎn)品的效率都要比這個(gè)高。”
其實(shí)，為了提高手機(jī)續(xù)航時(shí)間，不少手機(jī)廠商曾嘗試通過(guò)加大手機(jī)電池容量來(lái)解決續(xù)航能力。如金立通過(guò)加入兩塊3000mAh的鋰電池，使手機(jī)具備了6000mAh的電池容量，直接提升了手機(jī)續(xù)航能力。
但由此造成手機(jī)過(guò)重、過(guò)厚，并不符合手機(jī)超薄便攜的發(fā)展趨勢(shì)。也因如此，這種放入兩塊大容量電池的方案并沒(méi)有被廣泛采用，多數(shù)手機(jī)廠商仍堅(jiān)持使用一塊電池，但將容量大大提高。
在OPPO工程師看來(lái)，目前市場(chǎng)上的各類快充方案存在的比較突出的問(wèn)題是發(fā)熱。手機(jī)充電過(guò)程是通過(guò)電壓電流轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，保證安全的前提下尋求更高效的轉(zhuǎn)換技術(shù)本身就是行業(yè)瓶頸。
“手機(jī)充電時(shí)轉(zhuǎn)換效率基本在80%左右，最多也就90%，這就意味著還有10%沒(méi)有轉(zhuǎn)換的能量會(huì)變成熱量。”上述OPPO工程師說(shuō)，這部分熱量導(dǎo)致手機(jī)發(fā)熱。由此可能引起用戶對(duì)于安全問(wèn)題的擔(dān)憂。“如果不能保證安全，再高效的快充技術(shù)都是無(wú)用的。”
高壓還是低壓
前述OPPO工程師告訴本刊記者，在研發(fā)快充技術(shù)的過(guò)程中，曾實(shí)驗(yàn)過(guò)很多方案，包括目前市場(chǎng)上亦有廣泛應(yīng)用的高壓方案和研發(fā)難度更大的低壓方案，但為了追求更高的安全性和更好的用戶體驗(yàn)，OPPO最終選擇了后者。
他說(shuō)，OPPO的閃充技術(shù)使用的是更接近于鋰電池極限電壓的標(biāo)準(zhǔn)5伏電壓，這一電壓比高壓快充方案低很多，“但卻能在保證快充效率的同時(shí)，保證手機(jī)充電過(guò)程中更好的安全性。”
由此，OPPO成為目前市面上唯一使用低壓快充技術(shù)的手機(jī)廠商。
不過(guò)目前高壓快充領(lǐng)域也發(fā)展很快。全球兩大手機(jī)芯片廠商高通和聯(lián)發(fā)科推出的快充解決方案都屬于高壓技術(shù)。
高通早在2013年初就通過(guò)收購(gòu)快充技術(shù)的持有者——Summit Microelectronics，推出了快充技術(shù)Quick Charge 1.0。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)可能不成熟，采用該方案的手機(jī)廠商寥寥無(wú)幾。次年，高通又推出了更加成熟的2.0版本，該版本支持10W的充電功率，并且將最大充電功率增至36W。
2015年10月，高通再次更新了其快速充電技術(shù)，推出3.0版本。這一版本將快充速度提高了72%，使得一部普通手機(jī)從零電量充至80%只需35分鐘左右，而不具備Quick Charge的傳統(tǒng)移動(dòng)終端通常需要1.5小時(shí)左右。
而聯(lián)發(fā)科也在2015年7月推出了類似的高壓快充技術(shù)——Pump Express Plus，魅族最新旗艦機(jī)MX5采用的正是這一技術(shù)。
然而，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無(wú)論是高通的快充方案還是聯(lián)發(fā)科的快充方案，都只是提供了一個(gè)接口協(xié)議，更多工作仍需廠商自己完成。
據(jù)本刊記者了解，無(wú)論是高壓還是低壓快充技術(shù)，都需要廠商具備相應(yīng)的技術(shù)實(shí)力，就現(xiàn)實(shí)而言，很多手機(jī)廠商并無(wú)快充技術(shù)的研發(fā)實(shí)力，這令很多廠商無(wú)法在終端產(chǎn)品上使用這種技術(shù)。
2015年12月10日，北京西站大型充電站正式建成投入使用，建設(shè)規(guī)模為100根充電樁（50根快充樁，50根慢充樁）
交流還是直流
相較于手機(jī)電池的小巧，汽車電池體積、質(zhì)量要大得多。生活場(chǎng)景中的220V插座，完全可以滿足手機(jī)充電的電壓要求，但對(duì)于動(dòng)輒行駛上百公里的大型汽車，則顯得捉襟見肘。
“儲(chǔ)能的極限使得充電樁的需求大量出現(xiàn)，而這些配套設(shè)施的投入極大，需要占用大量的社會(huì)資源。如果充電技術(shù)足夠先進(jìn)，本也可以彌補(bǔ)基礎(chǔ)設(shè)施不足的致命傷，但目前看來(lái)，電動(dòng)車充電方式并沒(méi)有革命性的變化。” 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所所長(zhǎng)吳創(chuàng)之對(duì)《瞭望東方周刊》表示。
目前，市場(chǎng)上推行的汽車充電樁分為直流充電樁和交流充電樁兩種。所謂的交流電動(dòng)汽車充電樁，可以滿足“慢充”的基本需求。相對(duì)而言，輕便、易于安裝，與日常生活中的交流電網(wǎng)連接即可。
交流充電樁只提供電力輸出，沒(méi)有充電功能，需連接車載充電機(jī)為電動(dòng)汽車充電。相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用。
“車回到家里或者單位，快充沒(méi)有意義嘛！”比亞迪副總裁羅紅斌告訴《瞭望東方周刊》，交流充電設(shè)備很容易與生活場(chǎng)景對(duì)接，所以重點(diǎn)推進(jìn)小區(qū)跟單位的交流樁的設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)，完全可以滿足這部分需求。
在此基礎(chǔ)上，如果人們?nèi)匀蛔非蟾斓某潆娝俣?，就要運(yùn)用到直流充電。直流電動(dòng)汽車充電站，是固定安裝在電動(dòng)汽車外與交流電網(wǎng)連接，為非車載電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。也就是將普通電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再進(jìn)行作業(yè)。
羅紅斌介紹說(shuō)，住宅、小區(qū)、單位等常見單位，整個(gè)輸電線路、配點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)等已經(jīng)布置完備，轉(zhuǎn)換成直流電，必須再單獨(dú)拉線，以滿足直流電工作要求。
直流充電樁采用三相四線制供電，可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實(shí)現(xiàn)快充的要求。
“100千瓦要一個(gè)充電柜，還要配電的設(shè)施。一個(gè)站點(diǎn)還要搞好幾個(gè)。” 羅紅斌說(shuō)，在如此苛刻的要求下，充電時(shí)間已經(jīng)壓縮了非常多。目前最新款的充電設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)15～20分鐘的快速充電。
15～20分鐘的充電時(shí)間，已經(jīng)是非常大的跨越。“抽根煙的時(shí)間，在高速公路上休息一會(huì)兒，也就差不多需要十幾分鐘。”羅紅斌說(shuō)。
他坦言，沒(méi)想到技術(shù)發(fā)展速度如此迅速，短短幾年時(shí)間，充電速度就出現(xiàn)了翻倍提升。以至于又出現(xiàn)一個(gè)新問(wèn)題，3～5年前配置的充電樁已經(jīng)非常落后。適應(yīng)不了現(xiàn)在的技術(shù)要求。
吳創(chuàng)之認(rèn)為，充電技術(shù)的提升，可以降低基礎(chǔ)設(shè)施的成本。“電動(dòng)汽車推廣難，看似屬于公共服務(wù)范疇的社會(huì)問(wèn)題，歸根結(jié)底，還是應(yīng)歸咎于技術(shù)問(wèn)題。”
石墨烯“狂想”
更進(jìn)一步的指數(shù)級(jí)提升，許多人寄希望于新材料的運(yùn)用?？焖俪潆姞顩r下，短時(shí)間內(nèi)會(huì)散發(fā)出熱量，如果熱量不能及時(shí)釋放，就會(huì)影響電池壽命，如果充電頻率達(dá)不到，快速充電也就失去了意義。
“在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到秒充效果，就要把手指粗的導(dǎo)線，換成胳膊粗的才可以。” 羅紅斌介舉例說(shuō)，對(duì)于大功率電動(dòng)汽車的電池而言，快速充電還有進(jìn)一步的提升空間，跨入到10分鐘時(shí)代也在預(yù)期范圍內(nèi)，但是實(shí)現(xiàn)秒充，在短期內(nèi)并不現(xiàn)實(shí)。
或許石墨烯是個(gè)不錯(cuò)的研究方向。“原理上看，是這樣的，石墨烯能效很高。” 羅紅斌認(rèn)為，比亞迪對(duì)各種類型的電池研究都有持續(xù)的投入，目前來(lái)看，石墨烯潛能最大。但是距離投放市場(chǎng)仍有許多技術(shù)難題需要克服。
近來(lái)，石墨烯電池引發(fā)外界關(guān)注。按照華為的說(shuō)法，這種電池可以大大提高手機(jī)的充電效率，實(shí)現(xiàn)快充。 “我們對(duì)石墨烯電池也非常期待，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)還處在實(shí)驗(yàn)室階段，量產(chǎn)可能沒(méi)有那么快，最樂(lè)觀的現(xiàn)實(shí)是傳統(tǒng)的鋰電池也能實(shí)現(xiàn)快充。”前述OPPO工程師說(shuō)，電池并不是實(shí)現(xiàn)快充的唯一途徑，也不是其瓶頸，“快充需要的是一個(gè)整體解決方案，而非某一個(gè)部件的單獨(dú)改變。”
