汽車充電，三分鐘搞定

在電動(dòng)汽車上路之前，比加油長(zhǎng)得多的充電時(shí)間一直為人詬病，而現(xiàn)在JFE公司的充電技術(shù)讓這不再是難題。

現(xiàn)在，我們甚至可以看到電動(dòng)車駛來(lái)的滾滾煙塵。今年年底，多家公司的電動(dòng)汽車將在美國(guó)全面上市，而中國(guó)消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)車也將獲得補(bǔ)貼。目前電動(dòng)汽車最為人詬病的一點(diǎn)，并不是關(guān)于環(huán)保電力的爭(zhēng)論，而是漫長(zhǎng)的充電時(shí)間。傳統(tǒng)汽車只需要幾分鐘加油時(shí)間就可以跑數(shù)百公里，而電動(dòng)汽車的充電時(shí)間往往要以幾小時(shí)來(lái)計(jì)算。

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

現(xiàn)在我們已經(jīng)有了一些快速充電的方案：荷蘭建立的一個(gè)實(shí)驗(yàn)性快速充電站，已經(jīng)能夠在30分鐘之內(nèi)為九座旅行電動(dòng)車提供繼續(xù)跑50公里的電力；日產(chǎn)開始在華盛頓特區(qū)建立充電站，希望能夠在30分鐘之內(nèi)將日產(chǎn)Leaf的24千瓦時(shí)電池組充滿到80％；ABB在今年3月份的日內(nèi)瓦車展上發(fā)布了快速直流充電站，10分鐘充電可以運(yùn)行100公里以上；通用電氣和日產(chǎn)也在五月簽訂了諒解備忘錄，將為電動(dòng)汽車開發(fā)更穩(wěn)定高速的充電設(shè)備。而最近日本JFE工程公司開發(fā)的新技術(shù)，則比現(xiàn)有充電技術(shù)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(nèi)達(dá)到50％的電力，足以支持其繼續(xù)跑100公里。如果把充電時(shí)間拉長(zhǎng)到5分鐘，就可以讓汽車達(dá)到80％的電量。充電的時(shí)間將會(huì)和現(xiàn)在加油所需時(shí)間差不多的程度，必然會(huì)拉近電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車的差距，并且為電動(dòng)汽車的大規(guī)模推廣鋪平道路。這將是一個(gè)了不起的突破，而且還很現(xiàn)實(shí)。

比如，充滿電后可行駛160公里的三菱電動(dòng)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(rèn)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(shí)間特性的充電器。

現(xiàn)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(fù)極分別是鋰的化合物和碳，之間是一堆粘稠的電解質(zhì)。在充電時(shí)，鋰離子從正極流向負(fù)極，放電時(shí)則相反。無(wú)論是充電還是放電，其速度都由鋰離子流動(dòng)的數(shù)量和速度來(lái)決定。JFE這套充電系統(tǒng)最特別的地方就在這里：通過(guò)一套蓄電池來(lái)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(lái)源。在給汽車充電的過(guò)程中，這塊中介蓄電池將會(huì)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(bǔ)傳統(tǒng)民用電電流不足的缺陷。

這個(gè)思路有點(diǎn)像是在計(jì)算機(jī)中廣泛使用的緩存原理：通過(guò)一個(gè)中間的倉(cāng)庫(kù)，提升數(shù)據(jù)處理的速度。過(guò)去的汽車充電技術(shù)需要將高壓電通過(guò)變電站轉(zhuǎn)化成民用電，然后將汽車像其他家用電器一樣連在電網(wǎng)上；而這種新技術(shù)則建立了一個(gè)電力倉(cāng)庫(kù)，直接從高電壓的線路中接受電力，然后將其迅速轉(zhuǎn)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(huì)比其他快速充電站低得多。目前日本國(guó)內(nèi)使用的普通快速充電器可以在15分鐘內(nèi)為汽車充滿50％的電力，而30分鐘可以充滿80％—和這種新技術(shù)相比，簡(jiǎn)直是漫長(zhǎng)得可怕的時(shí)間。

這種超快速充電的關(guān)鍵在于，在夜間事先令充電器內(nèi)的充電電池蓄電，然后“由充電器內(nèi)的特殊電池汲取這些電力，向電動(dòng)車的電池一舉釋放”JFE公司表示。此外這家公司還計(jì)算了成本與收益：原來(lái)的充電器使用的是50千瓦大容量電力，需要配備變壓設(shè)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(jù)稱可將一般需要1000萬(wàn)日元的設(shè)備投資減少至約6成。另外還有利于減少電費(fèi)，不僅基本費(fèi)用降低，而且還可使用便宜的夜間電力。

不僅是充電技術(shù)在不停發(fā)展當(dāng)中，電池技術(shù)也是。能夠在正常電力供應(yīng)的情況下實(shí)現(xiàn)快速充電的鋰離子電池已經(jīng)有了不錯(cuò)的進(jìn)展，去年三月麻省理工學(xué)院就已經(jīng)開發(fā)出了能夠比現(xiàn)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(shí)間縮短到幾分鐘。材料和工程學(xué)教授Gerbrand Cedar通過(guò)改變傳統(tǒng)鋰離子電池的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了這種突破，他通過(guò)在陽(yáng)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(guò)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(gè)”電極，變成了“一堆”細(xì)小的電極，從而大幅減少充電時(shí)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(jīng)計(jì)劃在今年推出快速充電站。這樣急迫的心情可以理解，因?yàn)殡妱?dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展就在眼前，而充電站這樣的基礎(chǔ)設(shè)施將會(huì)在某種程度上決定未來(lái)—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(lái)源。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，在電價(jià)低的時(shí)段獲取電力而在高電價(jià)時(shí)段使用的想法將會(huì)相當(dāng)正常，汽車有可能會(huì)成為家庭的備用電力來(lái)源。充電基礎(chǔ)設(shè)施的比拼會(huì)像現(xiàn)在的電話和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商之間的競(jìng)爭(zhēng)一樣常見且激烈，它們也許將會(huì)奠定電力行業(yè)的新格局。