广瑞网 LAB技术控｜5C、10C、15C…充电倍率的天花板在哪？_电池_比亚迪_功率
充电速度要多快，才够快？
FE电动方程式作为顶级赛事给出的答案是——15C。
从今年开始，FE电动方程式赛事规则中也加入了一个好玩的环节，就是进站快充（Pit Boost）。
所有车手在比赛过程中必须在维修区进站停留一次，进行时长为30秒的充电补能。
整个补能过程充电功率可达600kW，能为车辆补充约10%（3.85度）的电量。
猛一看，600kW的充电功率不算什么，但按照全新GEN3 EVO赛车电池可用能量为38.5度来计算，其进站补能时能实现约15C的极高充电倍率。
理论上完全充满这块电池，仅需4分钟。
想要实现如此高的充电倍率，还是得依仗FE方程式赛车使用的一些常规先进技术：
展开剩余87%首先是1000V的高压电气架构，在600kW功率的充电工况下峰值电流也仅600A，能够减少能量损耗；
其次是储能技术，就像市场上的超快充桩也配有储能柜，可以解决充电桩瞬时大功率需求，从而降低电网负担；
最后还有电池和热管理系统，FE赛车电池电芯工作温度可达57摄氏度，高于这个温度，BMS才会开始限制功率输出，以保证赛车的高功率性能输出。
除了常规之外，FE赛车电池在电池的正极材料上还做了相应调整，通过加入更多的铝元素，使其具备高能量密度以及快速充电的特性，不过弊端就是相对于传统电池寿命更差。
很符合那句经典的电影台词：“快吗？羡慕吗？命换来的。”
高倍率充电，保真吗？
那么，抛开FE方程式赛车，目前新能源汽车市场高倍率充电体验又如何？
比如此前火热的比亚迪兆瓦闪充，其最高充电倍率达到了10C，最大充电功率达 1000kW，最高充电电压 1000V，最大充电电流 1000A。
以比亚迪汉L为例，官方数据其在1000V充电系统的支持下，1秒补能2km，充电 5 分钟续航达到407km。
紧随比亚迪之后，今年4月份宁德时代又推出了第二代神行超充电池，拿出了峰值充电速率接近12C的表现。
其峰值充电功率则超过 1.3 兆瓦，能实现 “1 秒充 2.5 公里”，充电 5 分钟补充 520 公里续航。
也在今年5月份，欣旺达发布的闪充电池 4.0 中，也包含一款峰值超12C，1分钟补能150公里的闪充电池——欣星驰2.0。
可以说年初比亚迪开启兆瓦闪充，拿出了10C高倍率充电电池之后，也就半年不到，市场上已经有三家头部电池企业跟进10C以上超充电池技术了。
而按照定义，C代表的是充电倍率，充放电倍率=充放电电流/额定容量，比如你电池容量 100Ah ，拿1000A的电流去充，C就是10。
这意味理论上这块电池在十分之一小时，也就是6分钟即可充满电。
但实际情况显然不是如此，因为车企的各类宣传中猫腻太多了。
比如目前市场所谓的10C以及以上充电倍率，基本是指这个充电过程中，阶段性地达到10C工况，也就是所谓的峰值充电速率。
以比亚迪汉L为例，其10C充电理论范围实际是指10%-70%这一阶段，并非电池从零全程充满仅需6分钟。
此前，我们也用过比亚迪汉L在兆瓦闪充上进行过实际充电测试，其电池Soc从20%充至90%用时10分03秒。
累计补充CLTC续航里程418km，峰值功率1003kW，以比亚迪汉L纯电83.2度的电池容量计算，共补充了58.24度的电量。
虽然看起来很快，但如果从充电全周期估算其实充电倍率也就5C左右。
极氪官方在去年曾发布过一个标准的5C充电视频，显示极氪009光辉版在极氪V3极充桩上从10%-80%充电补能时间也仅为11分半，续航里程增加了超过500km，算下来补充电量甚至达到75.6度。
当然，电池Soc从20%充至90%和从10%充至80%，不同充电区间电池补能的情况是不同的。
电池Soc越高，在涓流充电效应下充电功率也越小，由于两种充电测试面临的难度有差异，不能直接做对比，但也能间接看出来目前所谓10C充电其实并没有对真正的5C充电形成代际性差异。
车企和电池厂所谓的10C充电，更多还是宣传数字上对我们更具吸引力，核心在于“峰值”，就像一个人跳高能摸到2.5米，但不能代表他身高2.5米。
也有点像是此前一段时间车企喜欢宣传的发动机热效率，但发动机某一工况下的热效率高并不直接决定这台车是否真省油。
当然，我们不是要为充电速度提升唱反调，更快速的充电技术是车企技术水平的体现。
毕竟如果10C的充电倍率实际平均充电速度能达到全程5C的水平，对比一些车企在宣传上是5C充电，实际平均充电速度也就3C的水平，还是进步了一个世纪。
充电倍率的天花板在哪？
即便是真10C充电，与5C看似区别很大，但实际换算到时间也就相差6分钟，而与6C充电倍率相比，就相差4分钟。
这种充电时间的缩短目前对于大家的体验提升已经很不明显了，反而因为需要更高倍率的充电能力，车企和车主在桩端、车端却要付出高得多的成本。
比如在桩端，5C超充桩的建设成本已经是普通2C、3C超充桩的两三倍，而10C超充桩还需要配置大型储能设施以及高效的液冷散热等辅助系统，建设成本大概是普通超充站的五六倍。
关键在于如此高成本建设的高功率充电桩并不是所有电动车都适配，如果车端电池能力达不到，受限于电压、电流，即便是支持10C充电的超充桩，车端也可能仅仅是3C的充电表现。
如果要提升车端充电能力，同样需要增加成本。
比如支持5C快充的电池包成本较普通电池要高20%-30%。
而支持 10C 超快充的电池，为了满足快充要求，需要对电池的电极材料、电解质等进行特殊处理，还要配备更高性能的电池管理系统和散热系统，其成本远高于普通充电倍率的电池。
此外，对于车端的电池来说，成本、能量密度、充电速度、循环寿命等维度基本是一个相互权衡取舍的关系。
比如目前高倍率电池基本是磷酸铁锂电池，充电速度是提升了，但由于能量密度较低，想要同样的续航里程电池包就要比三元锂电池更大、更重，对于整车动态、有效载荷都有影响。
以及，还有高功率充电带来的损耗问题，充电损耗本质是电化学与热力学失衡的产物，充电速度越来越快，热损耗导致的能量浪费就越多。
输入能量转化为热量散失以后，对于我们来说就是明明桩端充了100度电，自己也付了100度的电价，但实际车端补充的能量却要打上折扣，显然不是一个好体验。
写在最后
总的来说，对于纯电车来说充电速度固然越快越好，但是纯电动车的整体用车体验却是一个综合性指标。
在满足充电速度的前提下，也能实现成本、能量密度、循环寿命各方面平衡显然会是最优解，否则就像是只在围场里表演的FE方程式了。
当然技术也是不断向前发展的，或许当下纯电车在充电速度、能量密度、成本等方面相互制约的难题有一天也会迎刃而解，届时纯电车充电补能体验也真的和燃油车加油没什么区别了。
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