北京交通大學(xué)的Yang Gao等人【1】研究就發(fā)現(xiàn)，充電速度對(duì)于鋰離子電池的循環(huán)壽命有著顯著的影響，例如在0.5C倍率（2小時(shí)充滿）充電時(shí)，在前150次循環(huán)，電池的容量衰降速度為0.02%/次，150-800次循環(huán)，衰降速度為0.0156%/次，800次循環(huán)以后的衰降速度為0.0214%/次，但是如果我們將充電速度提高至1.5C倍率（40分鐘充滿）后，則電池的容量衰降會(huì)顯著的加速，達(dá)到0.078%/次，電池的容量衰降速度是0.5C倍率充電的4倍左右。這也就意味著經(jīng)常使用快充會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池的壽命嚴(yán)重縮短，可能2到3年就需要對(duì)原本壽命長(zhǎng)達(dá)10年的動(dòng)力電池進(jìn)行更換，我們以某品牌的微型電動(dòng)車為例，補(bǔ)貼后整車售價(jià)在5萬(wàn)元左右，但是更換電池包卻需要近6萬(wàn)元，因此頻繁使用快充會(huì)大幅增加電動(dòng)汽車的使用成本。

 

 

快充導(dǎo)致鋰離子電池壽命衰降加速的原因主要來自負(fù)極，鋰離子電池充電的過程中Li+從正極脫出嵌入到負(fù)極，但是Li+在石墨負(fù)極內(nèi)部擴(kuò)散速度較慢，這就相當(dāng)于負(fù)極有一個(gè)門，每分鐘只能過20個(gè)人，但是我們?cè)谑褂每斐涞臅r(shí)候每分鐘會(huì)有100個(gè)人跑到負(fù)極，但是只有20個(gè)人能夠進(jìn)入到負(fù)極內(nèi)部，其他的人就只能堆積的負(fù)極外部，導(dǎo)致負(fù)極表面的Li濃度要明顯高于負(fù)極底部【3】，負(fù)極表面Li濃度過高會(huì)降低負(fù)極表面的電勢(shì)，從而加劇SEI膜的生長(zhǎng)，導(dǎo)致電池內(nèi)阻的增加。同時(shí)快充會(huì)在鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量，常規(guī)的表面散熱技術(shù)會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度梯度【4】，過高的溫度會(huì)破壞負(fù)極的粘接性能，從而導(dǎo)致負(fù)極活性物質(zhì)的脫落【2】，從而導(dǎo)致電池可逆容量的損失。因此，快充不僅僅會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池可逆容量的快速衰降，還會(huì)引起電池內(nèi)阻的增加，從而導(dǎo)致動(dòng)力電池的性能劣化，嚴(yán)重影響動(dòng)力電池的使用壽命。

 

 

相比之下，“換電”技術(shù)是解決動(dòng)力電池充電速度慢更好的方式。顧名思義，所謂“換電”技術(shù)就是在動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能消耗殆盡時(shí)，為電動(dòng)汽車更換一組已經(jīng)充滿電的電池組，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車瞬間滿血復(fù)活。而更換下來的動(dòng)力電池包，可以通過專用設(shè)備進(jìn)行小電流充電（即慢充），這不僅避免了快充對(duì)動(dòng)力電池性能的損害，最大限度的提升了動(dòng)力電池的使用壽命，還避免了動(dòng)力電池壽命衰降后，電動(dòng)汽車貶值的問題，對(duì)于電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用具有重大的意義，尤其是營(yíng)運(yùn)類車輛，如出租車、網(wǎng)約車、物流車等，在有限的營(yíng)運(yùn)時(shí)間內(nèi)，效率就是金錢，因?yàn)椴挥贸潆姸∠聛淼臅r(shí)間，可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)司機(jī)群體也是大大利好。

 

冬季電動(dòng)車能效降低一直是司機(jī)們言之不盡的痛點(diǎn)，低溫環(huán)境導(dǎo)致電池性能衰減，充電效率低，續(xù)航里程縮水，暖風(fēng)加速電池消耗，平時(shí)每天充1-2次電的出租車，在冬季則可能需要充3-5次電，如果不考慮電池?fù)p耗，每次都選擇快充，每天需要3-5小時(shí)充電，而如果選擇換電，相當(dāng)于每天增加3-5小時(shí)的營(yíng)運(yùn)時(shí)間，這也就解釋了為什么最近出租車爭(zhēng)相到換電站排隊(duì)入網(wǎng)。

 

“換電”其實(shí)并不新奇，早在10年前，以色列的BetterPlace就已經(jīng)提出過換電模式，其創(chuàng)始人非常有遠(yuǎn)見，只是它的商業(yè)模式選錯(cuò)了道路，以私家車為市場(chǎng)列入點(diǎn)進(jìn)行推廣。近年來，中國(guó)換電領(lǐng)域冒出一顆新星“奧動(dòng)新能源”，它的理念跟Better Place相仿，但奧動(dòng)的商業(yè)觸覺更加敏銳，他們并非從私家車市場(chǎng)入手，而是從營(yíng)運(yùn)車輛開始，充分符合國(guó)情國(guó)策的要求，也能夠?qū)崒?shí)在在的解決營(yíng)運(yùn)車輛電動(dòng)化運(yùn)營(yíng)的痛點(diǎn)。

 

筆者親自到站點(diǎn)考察并計(jì)時(shí)，一輛出租車從進(jìn)入換電站到更換完電池包的時(shí)間僅為2分46s，效率秒殺慢充快充，甚至能夠與燃油車的加油時(shí)間相媲美，據(jù)站點(diǎn)服務(wù)人員介紹，奧動(dòng)新能源預(yù)計(jì)在19年下半年進(jìn)行技術(shù)迭代，換電效率將會(huì)再一步提升。

 

筆者從公開數(shù)據(jù)了解到，奧動(dòng)換電技術(shù)已經(jīng)在北京、廈門和廣州等地的新能源出租車市場(chǎng)成功運(yùn)營(yíng)超過2年時(shí)間，累計(jì)換電次數(shù)近150萬(wàn)次，總里程已經(jīng)超過2億公里，單車最長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)里程也超50萬(wàn)公里，重點(diǎn)是一直以來安全無(wú)事故。在出租車領(lǐng)域的大規(guī)模換電應(yīng)用充分驗(yàn)證了換電技術(shù)的安全和可靠。