想開充電5分鐘跑1千公里電動?你得先有臉盆粗的電纜＊阿波羅新聞網

你是否聽過「電動汽車充電5分鐘跑1000公里」的消息？醒一醒，別被車企廣告騙了。針對這種說法，清華大學電動車專家歐陽明高教授評論道：「如果有人說他的車既能跑1000公里，又能幾分鐘充完電，還特別地安全，而且成本還非常低，那大家不用相信，因為這在目前是不可能同時達到的。」

既然「充電5分鐘跑1000公里」現在不行，那麼未來行不行呢？

里程焦慮| commercialobserver.com, Brain taylor

電池如人體，你能跑7天不吃飯嗎？

電動車能跑多遠主要是由電池組儲存的能量決定，電動車能多快完成充電是由外部充電功率和電池組能接受的輸入功率共同決定。因此，電池的快充性能和儲存的能量，決定了電動車的充電速度和續航里程。

電池雖然是電動車的唯一能量來源，但將其等同於普通汽車的汽油或者發動機都是不科學的。汽車完成一次加油的時間主要由加油槍和油箱進口結構決定，而汽車的續航里程主要和攜帶汽油多少及燃油機的工作效率有關。為了解釋電動車的充電速度和儲存能量的限制，我們可以把電池比作人體的胃。電池是一個複雜化學化工體系，只要化學反應體系確定，其對外放電（做功）的能力基本確定。這就像人類只有那麼大的胃，只能吸收轉化有限的能量。

如果有人說他認識誰5秒能跑100米，或者能連續跑7天不用吃飯，你的反應是什麼？而對於電池來說，儘管通過材料與電極結構的改進在以每年5%左右的幅度逐漸提升性能，但有人說能直接作出10倍能量/功率輸出的電池，你就知道這是偽科學了。

不難實現，但沒必要

就目前電池組和電動汽車的技術水平來說，要想實現充電1次跑1000公里並不難，而沒有這樣做的原因，主要是出於對市場、經濟性與安全性的考慮。

以特斯拉的ModelS為原型，其跑1000公里不考慮車重增加的因素，需要200度電。但是要想增加這200度電，就需要給汽車目前的動力系統增加800公斤重的動力電池，後排空間和後備箱也許就被犧牲了。因此，即使現有的技術完全可是實現充一次電續航1000公里，但是車輛的成本會顯著增加。

電動巴士頂上的電池組| Wikimedia Commons, ACBahn/ CC BY-SA3.0(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

當然，還有一種平民化的解決方案——升級電動三輪車。快遞小哥每天為我們接發快遞時使用的就是電動三輪車，這種三輪車續航1000公里只需30度電，大約需要200公斤電鋰離子動力電池系統。換句話說，將目前的快遞三輪車後箱加裝一大塊鋰電動力系統，可以實現充一次電跑1000公里。但是想想那場面，也實在是不和諧。

臉盆粗的電纜，你敢想，我不敢用

造出充一次電能跑1000公里的電動汽車並非難事，但要5分鐘內完成此等能量的充電，是幾乎不可能的。

首先，從外部充電裝置來說，在5分鐘內完成200度電的充電，這基本上是一個大型光伏或風力發電廠輸出的功率；若充電電壓為220V，充電電流需高達10000A以上。目前市面上最粗的電纜是用於特高壓輸電的電纜，直徑16厘米，兩隻手正好能環握住，但其承載的電流也只有1000A左右。而要想承載10000A的線纜，至少要有臉盆的粗細，可想而知，用臉盆粗的電纜給電動車進行充電，該有多荒謬，可見其不合理性。

充電狀態下的電動車|圖蟲創意

如果提高電壓，理論上電流就不需要這麼大了，但是這在現實中無法實現。由於生活中很難找到能對800V以上電壓絕緣的材料，同時380V工業電或更高的電壓出現在日常使用的電動車上是非常危險的，因此使用高壓給電動車充電不具有實用價值。此外，若一輛電動汽車充電便需要2MW的高功率，10輛這種電動車的同時充電便能對電網產生極大衝擊，危害市電安全，顯然是不可取的。

充電對電網衝擊、危害|製作素材來自Pixabay和圖蟲創意

另一方面，從電池側來說，5分鐘完成充電挑戰極大。從電池材料層面來說，電池難以高速充電主要受制於負極石墨材料方面，其難以實現鋰離子高速嵌入石墨層之間完成儲能，類似於要求一個人吃饅頭的速度從一分鐘吃一個，提高到一分鐘吃十個，這對嘴和胃都提出了極高的要求。因此，石墨的快充還需要進行深入研究。從電池器件層面來說，高速充電會造成劇烈放熱，導致電池性能衰減、安全性下降，甚至出現失效、熱失控、燃燒、爆炸的情況，這些問題同樣需要研究解決。

因此，電動汽車充一次電跑1000公里並不難，但是5分鐘內完成充電是幾乎不可能實現的。也許更換電池的方法能較好的迎合短時間重獲續航能力的需求。而要想快速完成充電，可以從發展完善科學換電池及其電池評估回收體系和提倡夜晚慢速充電這兩點上回應。