充电5分钟行驶200公里,广汽埃安真的能做到吗?

文章来源:汽车动力总成 发布时间:2021-09-08
分享到
8月30日,广汽埃安发布超倍速电池技术,并展示了自主研发的A480超级充电桩。
8月30日,广汽埃安发布超倍速电池技术,并展示了自主研发的A480超级充电桩。其中,超倍速电池的电压高达880伏特,最高充电功率为480千瓦,在两者配合下,可实现高倍率充电,充电5分钟续航里程可增200公里。来自SPEED++车队,搭载了超倍速电池技术的AION神秘挑战车成功实现“充电5分钟,行驶207公里”的成绩,并获得了世界纪录认证机构(WRCA)的权威认证。

图片


在了解广汽埃安超倍速电池技术之前,我们先来了解一下锂电池工作、组成原理:(正极材料:LiMn2O4,负极材料:石墨)充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。

图片


锂电池组成原理:1、正极构造:LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极,2、负极构造:石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铜箔)负极

 

充电过程:电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。正极上发生的反应为LiMn2O4==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子),负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6。


图片


放电过程:电池放电,此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上,正锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。正极上发生的反应为Li1-xMn2O4+xli++xe(电子)==LiMn2O4,负极上发生的反应为LixC6==6C+xLi+xe。
 
广汽埃安超倍速电池,“超倍速”是指电池充电倍率高,根据电池充电工作原理,锂离子从正极出发,经过隔膜、电解液,到达负极,包括脱出、迁移和嵌入三个过程。单位时间迁移和嵌入的锂离子越多,充电速度越快。而锂离子迁移速度低、嵌入效率低作为提升充电效率的关键难题,成为业内专家难以翻越的两大技术高峰。

图片


为解决锂离子迁移速度低、嵌入效率低这两大难题,广汽采用了高孔隙涂覆陶瓷隔膜、新型低粘度高功率电解液、特有的软碳/硬碳/石墨烯包覆改性技术等新型技术及材料,并进行了大量的材料配方和工艺设计验证,最终实现了在迁移速率、嵌入速度和导电能力上的全面提升,让锂离子迁移过程极大加速,从而实现超倍速充电。这一系列技术让电池最高工作电压高达880伏特,较主流电池450伏特的工作电压平台提升近1倍,最大充电功率达480千瓦。

图片


其中,作为导电剂的石墨烯发挥了至关重要的作用。众所周知,石墨烯虽然是一种革命性材料,但要掌握其制备技术难度其实非常大。目前常见的石墨烯制备方法普遍需要严密的实验室环境做支持,且只能小规模提取。

图片


而作为国内最早进行石墨烯商业化研发的企业之一,广汽掌握了自主研发的三维结构石墨烯(3DG)制备技术,并形成了完善的专利群。这使得广汽在石墨烯材料及快充电池领域的应用具有极强的先发优势和极高的技术储备。目前,广汽三维石墨烯材料已实现稳定量产、成本可控,从而助推超倍速电池技术的量产落地。

图片


作为对照,隔壁电池包电压相近(800V)的保时捷 Taycan在使用直流快充时,充电功率瞬时值大约 260+kW(如果有专门的快充设备辅助则可达 320kW)。另外,在维持大功率充电的持久性上,Taycan 只能在 25% SOC 以下时达到最大充电功率,这使其 5~80% 充电用时 22.5 分钟;而超倍速电池技术理论上允许 8 分钟的 0~80% 充电时间,反推下来其维持更高充电功率的 SOC 上限应该更高,这充分证明其对高负载的耐受能力更为优秀。
 
根据计划,今年9月这项超级快充技术将实现量产,并率先配备在AION V车型上。与超倍速电池技术相匹配的,是广汽埃安新研发的A480超级充电桩。广汽研发人员介绍,目前市面上主流的快充桩功率为60千瓦、120千瓦,部分快充桩的功率可达180千瓦,特斯拉V3超级充电桩支持的最高充电功率为250千瓦,广汽埃安的A480超级充电桩最大充电功率可达480千瓦。高倍率快充可实现0%至80%电量充电时间8分钟,30%至80%电量充电时间5分钟。

图片


广汽埃安初期将采用一个A480超级充电桩加多个快充桩的形式建设充电站,可保证多车同时进行充电。该充电网络还能接通电网调度网络,实现柔性充电,有效利用电网资源。

 


注:文章中引用数据和图片来源网络


收藏
赞一下
0