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近一个时间段以来，无论是中国还是海外其他国家的汽车产业，无一例外地都在向电动化、电气化时代大幅度前进。但是随着EV的逐步推进，同时也出现了很多问题，最为显著的就是续航焦虑问题、补能焦虑问题——无论是去年十一的排队数个小时等一个充电位的乱象、还是电动汽车们春节出行在路上不敢开空调、不敢开快车只能在路上“爬”的窘态，无不在向大家说明，续航焦虑和补能焦虑不仅焦虑在心里，对某些人来说，甚至这种焦虑都会表现在肢体语言上。   汽油车之所以没有那么强烈的补能焦虑问题，是因为补能（即加油）已经足够方便，当油灯亮起，一般情况下在中国大陆境内，不出20分钟（特别偏远地区可能不是这样）就能找到一个加油站，只用几分钟的时间就能加满汽油，又能再行驶数百公里，这就“没得可焦虑”了。  （这是拉萨市范围内的加油站数量） 不过，电动汽车可就没有这么幸运，当电池灯亮起的时候，只剩下50km续航的你，不仅要担心哪里能够找到充电站，而且还要担心由于部分BMS系统的不当设定导致表显50km的时候直接高压断电导致路边趴窝的问题。另外，从SOC 0充到100%也不是一瞬间或者几分钟的事情，等待也会进一步导致焦虑情绪恶化。由此看来，加大充电站密度或者提高充电效率，让充电也能像加油那样，几分钟补充几百公里的续航能力，才是缓解充电、补能焦虑的有效方案。如何提高充电站密度的事情我们先放到一边，这一期我们来聊聊如何让充电这个过程更加快速高效。  给电动汽车充电，其实就是把电网当中的电能，通过中间的变电途径，移动到电动汽车的电池组当中储存起来。这中间一共要经历电网、电缆、变电所、车充线缆这几个环节——前几个环节不需要我们操心，我们只关心车充线缆和车辆这个环节。  1 提高充电电压，降低电流以降低损耗现在大家使用的电力，其实都是利用超高压输电（110kV）原理输送过来的，这本身就是一种用提高电压降低电流来提高输送效率的手段，在汽车充电上也是如此。 我们先看一个公式：（P代表功率，U代表电压，I代表电流） P=U·I 把U这一项除到左边，就变成了 I=P/U 这也就是说，在功率一定的情况下，电压和电流呈反比例关系，也就是说，电压越高，电流就会越小；另一个方面来说，电流维持不变的时候，电压越高，功率也就越大。那这对电动车充电有什么意义呢？首先，在额定的充电功率不变的情况下，提高充电电压，可以减小充电电流，这将在线缆损耗的层面上做出很重要的贡献。电动汽车电池在充电的时候，其在电路中的作用实际上是用电器，就和灯泡、电机等一样都是在吸收能量，而为之输送电能的线缆自身具有一定的阻值，其等效电路原理类似如下所示： （去往负极）—正极——用电器（汽车）——线缆内阻——负极—（正极回流）  所以，用电器本身的阻值和线缆的内阻，都会损耗电源所输出的能量，并且以热量的形式散发出去，形成能量损耗，且这种损耗还没有办法避免。电路的发热量又和电流有这样的关系： Q=I2·R·t∝I2∝I（∝为正比于） 由此可以看到，在电阻值一定的情况下，电流越小，由于线缆内耗产生的热量也就越少，电网输送给电动汽车电池的能力损耗也就越小，一定程度上提高了线网能量的利用率，为电动汽车充电提高了一定的效率。 请注意，上下两节的内容并不互相矛盾，它是充电这件事的两个侧面 2 在容量允许范围内，电流不变的情况下提高电压来提升充电功率有了上面的P=U·I作为基础，还可以通过保持电流不变的情况下，提升充电总功率，来提高充电速度。目前如比亚迪汉、保时捷Taycan等“高压平台车型”都是基于这个原理。以保时捷为例，通过设置变电所容量允许范围内的高充电电压来完成在统一线缆规格下尽可能高的充电功率，以达到快速补能的目的。目前国内包括沙龙汽车、极氪（虽然最后放弃800V平台）等车企，很多都在这个层面上发力。   3 疯狂的想法：超导车充线缆，很有可能实现结合我们刚才所说线缆发热的内容：Q=I2·R·t，可以发现，发热不仅与电流有关系，还与电阻值有关系。热量Q与I的平方成正比，与电阻值R的一次方就已经构成正比关系，I这个变量比R要高出一阶，也就是说，R对Q的影响比I对Q的影响要更为直接。  所以，通过降低输电线缆的电阻，也是一个降低热量损耗的好办法。在接近绝对零度的时候，部分金属的电阻率会下降至0，这就意味着，输电线缆的内耗就消失了。根据刚才的Q=I2·R·t，R→0的时候，Q→0，因为一个乘数为0，积为0。那么一旦线缆材料实现超导输电，效率将达到100%。这就是所谓的疯狂的想法，参考核磁共振设备的超导原理，我想给线缆制作一个超导环境应该不是什么大问题吧。 （以下是超导电缆的百度简介）  总结：综上所述，提高充电电压和降低线缆内耗都是提高充电效率的良好措施。我们希望国内某些车企在大力鼓吹“充电比加油更方便”、“油车能去的地方X都能去”的同时，认真的从最基础的原理上发力研究，而不是天天靠着传销式洗脑来度日。 我们预测，如果超导线缆能够落地到车用充电上，电动汽车充电等待时间将会进一步缩短，充电桩的占用时间也会大幅缩水，“翻台”速度也能大幅度加快，再加上充电桩的加速布局，电动汽车主导的时代可能真的很快到来。 文章来源【敢动派】版权归原作者所有 |
