快充技術(shù)：從手機到汽車的距離有多遠

王元元+李在磊

手機的“秒充”這一終極目標已不再遙遠，汽車快速充電也越來越接近“立等可取”

當?shù)貢r間2015年12月12日晚，在長達13天的艱苦談判后，來自195個國家的代表終于就共同應(yīng)對氣候變化一致通過了《巴黎協(xié)定》。根據(jù)協(xié)定內(nèi)容，在減緩氣候變暖方面，協(xié)定指出，發(fā)展中國家應(yīng)依據(jù)不同的國情繼續(xù)強化減排努力，并逐漸實現(xiàn)減排或限排目標。

在中國，節(jié)能減排的一項重要舉措，便是大力推動新能源汽車尤其是電動車的普及。然而，電動車在中國面臨的最現(xiàn)實的障礙便是充電問題。

如果電動車可以實現(xiàn)快速充電呢？

可見的事實是，中國的手機廠商已在快速充電領(lǐng)域率先突破，甚至，距“秒充”這一終極目標已不再遙遠;與此同時，汽車快速充電也越來越接近“立等可取”。

手機突破了什么

“與日漸成熟的硬件配置相比，續(xù)航問題是手機廠商的一大痛點，也是用戶吐槽最多的問題。”O(jiān)PPO R7產(chǎn)品經(jīng)理李勝告訴《瞭望東方周刊》，在智能手機時代，這一問題尤為突出。

早在2013年，OPPO在推出Find 5手機后就意識到了這一問題。彼時，F(xiàn)ind 5手機第一次采用1080P屏幕。雖然這種屏幕能帶來極好的視覺體驗，但隨之而來的一個更現(xiàn)實的問題，就是續(xù)航能力大大降低。

隨后，OPPO開始在原有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上研發(fā)快充技術(shù)。2014年3月，OPPO推出了首款搭載VOOC閃充技術(shù)的Find7手機。這款宣稱“充電30分鐘可達75%電量”的手機一經(jīng)推出就備受消費者喜愛。

此后，OPPO又相繼推出了N3、R5、R7等多款帶有快充技術(shù)的智能手機，市場反響均不俗。與此同時，OPPO手機的快充效率也從最開始的“充電30分鐘可達75%電量”達到現(xiàn)在的“充電5分鐘通話2小時”。2015年初，OPPO決定在2000元以上的手機產(chǎn)品中均開始搭載VOOC閃充技術(shù)。截至目前，搭載了VOOC閃充的手機累計銷售量已接近1500萬臺。作為國內(nèi)第一個推出帶有快充技術(shù)的手機廠商，OPPO在快充領(lǐng)域的技術(shù)實力和技術(shù)積累早已走在行業(yè)前列。

OPPO快充項目負責人告訴《瞭望東方周刊》，其實Find 7手機標稱的“充電30分鐘可達75%電量”是一個保守說法，是產(chǎn)品測試中所得的最低充電效率，“實際上很多產(chǎn)品的效率都要比這個高。”

其實，為了提高手機續(xù)航時間，不少手機廠商曾嘗試通過加大手機電池容量來解決續(xù)航能力。如金立通過加入兩塊3000mAh的鋰電池，使手機具備了6000mAh的電池容量，直接提升了手機續(xù)航能力。

但由此造成手機過重、過厚，并不符合手機超薄便攜的發(fā)展趨勢。也因如此，這種放入兩塊大容量電池的方案并沒有被廣泛采用，多數(shù)手機廠商仍堅持使用一塊電池，但將容量大大提高。

在OPPO工程師看來，目前市場上的各類快充方案存在的比較突出的問題是發(fā)熱。手機充電過程是通過電壓電流轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，保證安全的前提下尋求更高效的轉(zhuǎn)換技術(shù)本身就是行業(yè)瓶頸。

“手機充電時轉(zhuǎn)換效率基本在80%左右，最多也就90%，這就意味著還有10%沒有轉(zhuǎn)換的能量會變成熱量。”上述OPPO工程師說，這部分熱量導(dǎo)致手機發(fā)熱。由此可能引起用戶對于安全問題的擔憂。“如果不能保證安全，再高效的快充技術(shù)都是無用的。”

高壓還是低壓

前述OPPO工程師告訴本刊記者，在研發(fā)快充技術(shù)的過程中，曾實驗過很多方案，包括目前市場上亦有廣泛應(yīng)用的高壓方案和研發(fā)難度更大的低壓方案，但為了追求更高的安全性和更好的用戶體驗，OPPO最終選擇了后者。

他說，OPPO的閃充技術(shù)使用的是更接近于鋰電池極限電壓的標準5伏電壓，這一電壓比高壓快充方案低很多，“但卻能在保證快充效率的同時，保證手機充電過程中更好的安全性。”

由此，OPPO成為目前市面上唯一使用低壓快充技術(shù)的手機廠商。

不過目前高壓快充領(lǐng)域也發(fā)展很快。全球兩大手機芯片廠商高通和聯(lián)發(fā)科推出的快充解決方案都屬于高壓技術(shù)。

高通早在2013年初就通過收購快充技術(shù)的持有者——Summit Microelectronics，推出了快充技術(shù)Quick Charge 1.0。但由于當時技術(shù)可能不成熟，采用該方案的手機廠商寥寥無幾。次年，高通又推出了更加成熟的2.0版本，該版本支持10W的充電功率，并且將最大充電功率增至36W。

2015年10月，高通再次更新了其快速充電技術(shù)，推出3.0版本。這一版本將快充速度提高了72%，使得一部普通手機從零電量充至80%只需35分鐘左右，而不具備Quick Charge的傳統(tǒng)移動終端通常需要1.5小時左右。

而聯(lián)發(fā)科也在2015年7月推出了類似的高壓快充技術(shù)——Pump Express Plus，魅族最新旗艦機MX5采用的正是這一技術(shù)。

然而，業(yè)內(nèi)人士認為，無論是高通的快充方案還是聯(lián)發(fā)科的快充方案，都只是提供了一個接口協(xié)議，更多工作仍需廠商自己完成。

據(jù)本刊記者了解，無論是高壓還是低壓快充技術(shù)，都需要廠商具備相應(yīng)的技術(shù)實力，就現(xiàn)實而言，很多手機廠商并無快充技術(shù)的研發(fā)實力，這令很多廠商無法在終端產(chǎn)品上使用這種技術(shù)。

2015 年12 月10 日，北京西站大型充電站正式建成投入使用，建設(shè)規(guī)模為100 根充電樁（50 根快充樁，50 根慢充樁）

交流還是直流

相較于手機電池的小巧，汽車電池體積、質(zhì)量要大得多。生活場景中的220V插座，完全可以滿足手機充電的電壓要求，但對于動輒行駛上百公里的大型汽車，則顯得捉襟見肘。

“儲能的極限使得充電樁的需求大量出現(xiàn)，而這些配套設(shè)施的投入極大，需要占用大量的社會資源。如果充電技術(shù)足夠先進，本也可以彌補基礎(chǔ)設(shè)施不足的致命傷，但目前看來，電動車充電方式并沒有革命性的變化。” 中國科學院廣州能源研究所所長吳創(chuàng)之對《瞭望東方周刊》表示。

目前，市場上推行的汽車充電樁分為直流充電樁和交流充電樁兩種。所謂的交流電動汽車充電樁，可以滿足“慢充”的基本需求。相對而言，輕便、易于安裝，與日常生活中的交流電網(wǎng)連接即可。

交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。相當于只是起了一個控制電源的作用。

“車回到家里或者單位，快充沒有意義嘛！”比亞迪副總裁羅紅斌告訴《瞭望東方周刊》，交流充電設(shè)備很容易與生活場景對接，所以重點推進小區(qū)跟單位的交流樁的設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)，完全可以滿足這部分需求。

在此基礎(chǔ)上，如果人們?nèi)匀蛔非蟾斓某潆娝俣龋鸵\用到直流充電。直流電動汽車充電站，是固定安裝在電動汽車外與交流電網(wǎng)連接，為非車載電動汽車動力電池提供直流電源的供電裝置。也就是將普通電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再進行作業(yè)。

羅紅斌介紹說，住宅、小區(qū)、單位等常見單位，整個輸電線路、配點網(wǎng)絡(luò)等已經(jīng)布置完備，轉(zhuǎn)換成直流電，必須再單獨拉線，以滿足直流電工作要求。

直流充電樁采用三相四線制供電，可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實現(xiàn)快充的要求。

“100千瓦要一個充電柜，還要配電的設(shè)施。一個站點還要搞好幾個。” 羅紅斌說，在如此苛刻的要求下，充電時間已經(jīng)壓縮了非常多。目前最新款的充電設(shè)備，可以實現(xiàn)15～20分鐘的快速充電。

15～20分鐘的充電時間，已經(jīng)是非常大的跨越。“抽根煙的時間，在高速公路上休息一會兒，也就差不多需要十幾分鐘。”羅紅斌說。

他坦言，沒想到技術(shù)發(fā)展速度如此迅速，短短幾年時間，充電速度就出現(xiàn)了翻倍提升。以至于又出現(xiàn)一個新問題，3～5年前配置的充電樁已經(jīng)非常落后。適應(yīng)不了現(xiàn)在的技術(shù)要求。

吳創(chuàng)之認為，充電技術(shù)的提升，可以降低基礎(chǔ)設(shè)施的成本。“電動汽車推廣難，看似屬于公共服務(wù)范疇的社會問題，歸根結(jié)底，還是應(yīng)歸咎于技術(shù)問題。”

石墨烯“狂想”

更進一步的指數(shù)級提升，許多人寄希望于新材料的運用。快速充電狀況下，短時間內(nèi)會散發(fā)出熱量，如果熱量不能及時釋放，就會影響電池壽命，如果充電頻率達不到，快速充電也就失去了意義。

“在實驗室達到秒充效果，就要把手指粗的導(dǎo)線，換成胳膊粗的才可以。” 羅紅斌介舉例說，對于大功率電動汽車的電池而言，快速充電還有進一步的提升空間，跨入到10分鐘時代也在預(yù)期范圍內(nèi)，但是實現(xiàn)秒充，在短期內(nèi)并不現(xiàn)實。

或許石墨烯是個不錯的研究方向。“原理上看，是這樣的，石墨烯能效很高。” 羅紅斌認為，比亞迪對各種類型的電池研究都有持續(xù)的投入，目前來看，石墨烯潛能最大。但是距離投放市場仍有許多技術(shù)難題需要克服。

近來，石墨烯電池引發(fā)外界關(guān)注。按照華為的說法，這種電池可以大大提高手機的充電效率，實現(xiàn)快充。 ? “我們對石墨烯電池也非常期待，不過這項技術(shù)還處在實驗室階段，量產(chǎn)可能沒有那么快，最樂觀的現(xiàn)實是傳統(tǒng)的鋰電池也能實現(xiàn)快充。”前述OPPO工程師說，電池并不是實現(xiàn)快充的唯一途徑，也不是其瓶頸，“快充需要的是一個整體解決方案，而非某一個部件的單獨改變。”