電池，是電動(dòng)汽車(chē)的“生命”，它將直接決定整輛電動(dòng)汽車(chē)的許多最終表現(xiàn)。

在特斯拉的推動(dòng)下，純電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)代已經(jīng)“越來(lái)越近”——未來(lái)兩三年，幾乎所有的汽車(chē)品牌都將有插電汽車(chē)或是純電動(dòng)汽車(chē)上市。而在這一輪即將到來(lái)的大趨勢(shì)背后，電池毫無(wú)疑問(wèn)地扮演著一個(gè)極其重要的角色。一場(chǎng)規(guī)模宏大，圍繞著電動(dòng)汽車(chē)電池及其充電技術(shù)的競(jìng)賽正在展開(kāi)。

這場(chǎng)競(jìng)賽或許沒(méi)有絕對(duì)的勝利者，但跑在前面的人無(wú)疑將在電動(dòng)汽車(chē)?yán)顺敝蝎@得重新洗牌汽車(chē)行業(yè)的機(jī)會(huì)，這關(guān)于傳統(tǒng)的汽車(chē)業(yè)玩家來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

不過(guò)，目前電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際使用還存在一些不便利性，例如，充滿電要較長(zhǎng)的時(shí)間，單次充電無(wú)法支持太遠(yuǎn)距離的駕駛。這些不便利性與電動(dòng)汽車(chē)的電池直接相關(guān)。除電池之外，充電站等基礎(chǔ)建設(shè)的支持和配合也非常關(guān)鍵。

CB-insights上月公布了一篇有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)電池的文章，盤(pán)點(diǎn)了一些當(dāng)前創(chuàng)業(yè)公司和汽車(chē)制造商的在電池技術(shù)方面的進(jìn)展，其中也反映出了這場(chǎng)技術(shù)競(jìng)賽的幾大核心點(diǎn)。

未來(lái)，5分鐘完成一次電動(dòng)汽車(chē)充電？

現(xiàn)在，特斯拉、大眾、雪佛蘭和其他汽車(chē)制造商正在以每臺(tái)3.5萬(wàn)美元（約23.3萬(wàn)元）或更低的標(biāo)價(jià)出售電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)終于能夠成為普通消費(fèi)者承受得起的商品。雖然價(jià)格降低了，但仍有一些人猶豫是否要購(gòu)買(mǎi)這些電動(dòng)汽車(chē)，因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)存在行駛里程的限制。

在考慮購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，消費(fèi)者們基本上都會(huì)問(wèn)同樣的問(wèn)題：

1.電池能支持多遠(yuǎn)的行程？

2.充電要充多長(zhǎng)時(shí)間？

由于快速充電站并未普及，許多電動(dòng)汽車(chē)都依靠在家過(guò)夜充電，這樣充電的缺點(diǎn)是：普通的電動(dòng)汽車(chē)（如大眾eGolf），在家充電26小時(shí)之后，只能持續(xù)125英里(約201千米)的旅程。

但是，充電速度快、續(xù)航里程高的電池現(xiàn)在已經(jīng)呼之欲出了，并有希望提高電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量。

保時(shí)捷、東芝和其他公司都在研發(fā)可以在幾分鐘內(nèi)完成充電，并且可以持續(xù)200多英里的電池技術(shù)。

保時(shí)捷表示，MissionE的鋰離子電池集成在車(chē)輛底部，不僅可以“降低重心”同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)線（感應(yīng)）充電”。充電端口位于左前擋泥板附近。

保時(shí)捷宣布，自己已經(jīng)擁有超越現(xiàn)在所有電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)。

過(guò)長(zhǎng)的充電時(shí)間，是電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主不得不應(yīng)對(duì)的問(wèn)題，保時(shí)捷即將推出的電動(dòng)汽車(chē)MissionE，就將電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間降低到了可接受的范圍內(nèi)。

“十五分鐘的充電時(shí)間是可以接受的。電壓800伏特，這也是可行的?！氨r(shí)捷的電池電動(dòng)汽車(chē)副總裁StefanWeckbach博士說(shuō)。

保時(shí)捷以MissionE（將于2019年亮相）的電池效能做出的承諾，體現(xiàn)了這家汽車(chē)制造商想要在高端電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域取代特斯拉的意圖：

保時(shí)捷表示，MissionE可以在單次充滿電的情況下行駛超過(guò)300英里（約483千米），相當(dāng)于售價(jià)94萬(wàn)美元（約62.5萬(wàn)人民幣）的TeslaModelSP100D（335英里，約539千米）

只要在800伏的電路上進(jìn)行15分鐘的“高速充電（TurboCharge）”，保時(shí)捷表示，MissionE就可以再延長(zhǎng)250英里的航程（401.5千米）。

這聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，但保時(shí)捷的15分鐘“高速充電（TurboCharge）”有一個(gè)非常大的缺陷：目前的電動(dòng)汽車(chē)充電樁還不能支持這種充電形式。

目前，世上僅有的幾個(gè)800伏充電樁（350千瓦充電樁）在保時(shí)捷柏林的新辦事處，這些充電樁是在今年七月安裝的。

保時(shí)捷面對(duì)的缺陷，也揭露了電壓范圍和充電樁分布將會(huì)影響電池研究和電動(dòng)汽車(chē)普及率的問(wèn)題。

為了讓汽車(chē)制造商整合創(chuàng)業(yè)公司和成熟的科技公司的新興電池技術(shù)，他們必須首先應(yīng)對(duì)目前電動(dòng)汽車(chē)充電面對(duì)的這些問(wèn)題。

為何說(shuō)現(xiàn)有的充電技術(shù)不“完美”？

事實(shí)上，目前電動(dòng)汽車(chē)和其電池總共有三種“級(jí)別”的充電方式：

第一級(jí)別（L1），在110V～120V的家庭插座上進(jìn)行，而不管車(chē)輛或電池類型是什么，這種等級(jí)的充電都是最慢的。L1的電路每小時(shí)只能為電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)大約2千瓦的電能。

第二級(jí)別（L2），在220V～240V的電源插座上進(jìn)行，一些國(guó)家的家庭用電電壓符合這一范圍，其余國(guó)家可以將這種電路安裝在家里，美國(guó)有大約16000個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電站使用這種電路。第二級(jí)充電通常每小時(shí)為電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)約6.6千瓦的電能。

第三級(jí)別充電（L3），即“快速充電”，要在直流快速充電（DCFC，DCFastCharging）站進(jìn)行，大部分這種充電站都配有400V～480V的電路。目前的快速充電技術(shù)能夠以每小時(shí)50kW或更高的功率為電動(dòng)汽車(chē)充電。

鑒于美國(guó)道路上充電站的數(shù)量限制，電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)輛的車(chē)主們不得不在長(zhǎng)途旅行中進(jìn)行大量的計(jì)算（和規(guī)劃路線）：不僅要考慮他們的目的地有多遠(yuǎn)，還要考慮要花多少時(shí)間進(jìn)行充電。

舉個(gè)例子，假如從紐約開(kāi)大眾eGolf到華盛頓特區(qū)(363.9km)：

？假如在家庭車(chē)庫(kù)里用26小時(shí)將車(chē)充滿電，eGolf的車(chē)主可以行駛大約一半的路程（201km）。

？假如eGolf車(chē)主在途中停在L2充電器上，則要近5個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間才能進(jìn)行下一段行程；假如使用第三級(jí)充電器，充電過(guò)程則只要大約半小時(shí)。

？雖然專家建議在給電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，電池不應(yīng)完全充滿，充80%的電更加有利于電池壽命，但這就會(huì)導(dǎo)致車(chē)主要充兩次電，才能完成這趟旅程。

所以，降低充電時(shí)間的關(guān)鍵是不是將DCFC站的快速充電電壓提高一倍，并在公路上安裝更多的充電泵呢？

不完全是。

市場(chǎng)上幾乎所有的電動(dòng)汽車(chē)都可以在第一級(jí)和第三級(jí)電路上充電，但并不是所有的電動(dòng)汽車(chē)都能支持400V/50kW甚至更快的“快速充電”。

假如沒(méi)有適當(dāng)?shù)目刂?，快速充電器出現(xiàn)的更多熱量，以及通過(guò)充電接口傳導(dǎo)的熱量會(huì)損壞汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)。支持快速充電的裝置制造起來(lái)非常昂貴，所以低成本的電動(dòng)汽車(chē)一般都沒(méi)有兼容快速充電方法。

但技術(shù)的進(jìn)展有望讓更多的人買(mǎi)得起可以快速充電的電動(dòng)汽車(chē)。

例如，根據(jù)InnovativeVehicleInstitute的報(bào)告，最新的雪佛蘭BoltEV車(chē)型的電池可以支持最高每小時(shí)55kW的充電功率。

而其他的低成本電動(dòng)汽車(chē)，現(xiàn)在也可以購(gòu)買(mǎi)快速充電功能進(jìn)行升級(jí)，因此，到2019年，MissionE可能就不是唯一能夠支持800V/350kW充電的高端電動(dòng)汽車(chē)型了。

電壓高一點(diǎn)，再高一點(diǎn)

未來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)充電效率將會(huì)越來(lái)越高。

特斯拉的超級(jí)充電樁每小時(shí)可以供應(yīng)120～150千瓦的電能，是當(dāng)今最強(qiáng)大的充電器（ElonMusk還曾推文暗示，未來(lái)充電樁的充電效率可能會(huì)大于150千瓦每小時(shí)）。特斯拉計(jì)劃在2018年計(jì)劃新增18000個(gè)充電樁。但是這些充電樁只有特斯拉車(chē)主能用，其他的電動(dòng)汽車(chē)主無(wú)法使用。

在歐洲，到2020年，許多汽車(chē)巨頭（包括寶馬，戴姆勒，大眾，保時(shí)捷和福特）將聯(lián)手在全歐洲范圍內(nèi)建設(shè)每小時(shí)800伏/350千瓦的充電器。保時(shí)捷表示，計(jì)劃在歐洲的重要高速公路邊上建設(shè)約1000個(gè)充電站。

Chargepoint是一家在美國(guó)運(yùn)營(yíng)超過(guò)33000個(gè)第二級(jí)充電樁的創(chuàng)業(yè)公司。最近，Chargepoint開(kāi)始向加油站業(yè)主供應(yīng)ExpressPlus充電樁。ChargePoint表示，ExpressPlus每小時(shí)可以為電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)高達(dá)“400kW”的電能。

有多少加油站擁有者接受Chargepoint的ExpressPlus產(chǎn)品，還需等待時(shí)間的考察。但目前，美國(guó)只有16000個(gè)二級(jí)電動(dòng)汽車(chē)充電站，想要使用800V/350kW的快速充電技術(shù)，或許還要等上幾年。

與此同時(shí)，許多其他電動(dòng)汽車(chē)電池的創(chuàng)業(yè)公司正在崛起。

創(chuàng)業(yè)公司與傳統(tǒng)車(chē)企在電池上的“角力”

汽車(chē)制造商并不是唯一的一股致力于提高電池能力的勢(shì)力。

技術(shù)公司也在這方面進(jìn)行創(chuàng)新，他們想把自己的系統(tǒng)賣(mài)給汽車(chē)公司，以便為消費(fèi)者供應(yīng)更多的充電選擇和更快的充電技術(shù)。

隨著科技公司的創(chuàng)新，鋰離子電池的弱點(diǎn)正在被克服。（這些電池一直以來(lái)都是電動(dòng)汽車(chē)的首選，但其充電容量和續(xù)航能力還有很大的提升空間。）

StoreDot是一家以色列納米技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司，2017年五月，它首次展示“閃充電池（FlashBattery）”技術(shù)，該技術(shù)有望在短短五分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)充電，讓車(chē)最高可達(dá)到300英里（483km）的行程（具體取決于電動(dòng)汽車(chē)耗能水平）。

作為一家納米技術(shù)公司，StoreDot專注于使用新型有機(jī)化合物代替鋰離子電池中的化學(xué)物質(zhì)。StoreDot除了供應(yīng)超快速充電之外，還表示其電動(dòng)汽車(chē)閃充電池有以下特點(diǎn)：

比標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池更環(huán)保、具有環(huán)保的制造工藝;

含有比在鋰離子中的材料“在高溫下更不易燃且更穩(wěn)定”的材料;

比現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)電池的預(yù)期價(jià)格更加有競(jìng)爭(zhēng)力。

該公司預(yù)計(jì)將在未來(lái)三年內(nèi)讓這款電池上市。

與此同時(shí)，東芝、三星等成熟的科技巨頭也在各自的創(chuàng)新中研究對(duì)抗鋰離子電池弱點(diǎn)的方法。

東芝在2008年首次推出其可充電電池技術(shù)，被稱為SCiB；原來(lái)的SCiB型號(hào)采用鋰鈦氧化物做原電池陽(yáng)極材料，與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，東芝稱，SCiB比起傳統(tǒng)電池，“安全性高，發(fā)熱少，充電快、輸出和輸出功率大、容量也大”。

最初的SCiB在電動(dòng)汽車(chē)以及在有軌電車(chē)、電梯、發(fā)電廠等工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。SCiB的優(yōu)點(diǎn)之一是內(nèi)部短路引起的燃燒風(fēng)險(xiǎn)非常低，例如過(guò)度充電導(dǎo)致的短路。

現(xiàn)在，東芝已經(jīng)公布了新一代SCiB，陽(yáng)極材料是鈦鈮氧化物。

東芝表示，使用新型氧化物材料保留了現(xiàn)有SCiB模型的優(yōu)點(diǎn)，“不論是在寒冷條件下充電還是快速充電，鋰金屬沉積的可能性都要小得多”，這種沉積會(huì)導(dǎo)致電池性能的退化。

東芝還表示，在新的SCiB電池中，也開(kāi)發(fā)了一種“更加有效地儲(chǔ)存鋰離子”的方法，提高了電力和電池的使用壽命：即使經(jīng)過(guò)5000次充電后，新的SCiB還能儲(chǔ)蓄90％的電池容量。

東芝還表示，新款SCiB經(jīng)過(guò)第三級(jí)充電6分鐘后，可供電動(dòng)汽車(chē)行駛近200英里（322km）。東芝公司公司研發(fā)中心主任OsamuHori博士表示，該公司對(duì)下一代SCiB的潛力感到“非常興奮”，并補(bǔ)充道：

“這不是一個(gè)漸進(jìn)式的改進(jìn)，這是一個(gè)改變游戲規(guī)則的進(jìn)步，這將會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程和性能出現(xiàn)重大影響。我們將繼續(xù)提高電池的性能，并力爭(zhēng)在2019財(cái)年實(shí)現(xiàn)下一代SCiB的實(shí)際應(yīng)用?！?/p>

而三星電子于2017年九月在法蘭克福車(chē)展上推出的新電池，支持的續(xù)航里程甚至超過(guò)200英里。三星表示，其新型“多功能電池組”可以支持電動(dòng)汽車(chē)高達(dá)430英里的續(xù)航里程。

迄今為止，三星對(duì)“21700”電池組的細(xì)節(jié)仍閉口不言，該公司沒(méi)有討論電池的化學(xué)組成，也沒(méi)有說(shuō)出具體的充電時(shí)間。

但是，盡管缺乏細(xì)節(jié)，專家們已經(jīng)注意到，三星的多功能電池組與Tesla的3.5萬(wàn)美元的Model3使用的小型圓柱形電池存在相似之處（特斯拉稱為2170）。

特斯拉的2170電池根據(jù)21毫米×70毫米的尺寸命名，它們比幾十年來(lái)一直使用的“18650”結(jié)構(gòu)鋰離子有更大的體積。

伊隆·馬斯克（ElonMusk）說(shuō)，特斯拉的2170電池是“世界上能量密度最高的電池，也是最便宜的?！?170電池的成本降低關(guān)于價(jià)格相對(duì)低廉，市場(chǎng)需求又比較高的Model3來(lái)說(shuō)至關(guān)重要點(diǎn)。

假如我們拿三星的數(shù)字來(lái)看，特斯拉Model3的電池與三星的21700電池的續(xù)航里程還有一定距離。配備2170的Model3預(yù)計(jì)在充滿電后只能維持約215英里續(xù)航里程，相當(dāng)于三星21700多功能電池組承諾里程的一半。

但就像在特斯拉在電動(dòng)汽車(chē)的其他領(lǐng)域相同，特斯拉仍然在2170電池創(chuàng)新上占據(jù)上風(fēng)。

當(dāng)三星確定了要在2021年量產(chǎn)其新型多功能產(chǎn)品之時(shí)，特斯拉和松下已經(jīng)在內(nèi)華達(dá)州的“超級(jí)廠”（Gigafactory）制造2170電池了，特斯拉也在這里制造其太陽(yáng)能電池板。

點(diǎn)燃電動(dòng)汽車(chē)革命

以電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)是交通運(yùn)輸?shù)奈磥?lái)，消費(fèi)者也有了越來(lái)越高的興趣：盡管受充電時(shí)間長(zhǎng)和充電樁數(shù)量少的限制，2016年美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量同比還是上升了37％。

隨著大功率電池的生產(chǎn)難度降低（且在低成本電動(dòng)汽車(chē)中部署成本更低），除了特斯拉，我們將會(huì)看到更多的公司將高壓充電器帶到大眾市場(chǎng)。

點(diǎn)評(píng)：

在傳統(tǒng)的汽車(chē)行業(yè)中，動(dòng)力亦是關(guān)鍵，但不論是燃料還是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，都早已進(jìn)化成熟，消費(fèi)者和廠商關(guān)注的無(wú)非是發(fā)動(dòng)機(jī)的配置、定位，以及少數(shù)經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)。

相比起汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)則是一片新天地。而純電動(dòng)汽車(chē)目前表現(xiàn)與消費(fèi)者期望之間的差距，是技術(shù)所要填補(bǔ)的空白，更是電動(dòng)汽車(chē)價(jià)值體現(xiàn)的空間。究竟該如何讓電池成為真正驅(qū)動(dòng)龐大公路交通的動(dòng)力源？如何讓電氣化真正走進(jìn)汽車(chē)業(yè)？進(jìn)而讓人類的公路交通方式再次升級(jí)？這些疑問(wèn)都有待解開(kāi)。

未來(lái)誰(shuí)最先掌握快速充電技術(shù)，誰(shuí)能保證革命性的行駛里程，誰(shuí)能供應(yīng)最完美的行駛體驗(yàn)，誰(shuí)就是電動(dòng)汽車(chē)的龍頭。