快充技術：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”

當地時間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對氣候變化一致通過了《巴黎協定》。根據協定內容，在減緩氣候變暖方面，協定指出，發展中國家應依據不同的國情繼續強化減排努力，并逐漸實現減排或限排目標。

在中國，節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實的障礙便是充電問題。

如果電動車可以實現快速充電呢？

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，續航問題是手機廠商的一大痛點，也是用戶吐槽最多的問題。”OPPO R7產品經理李勝告訴《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，Find 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實的問題，就是續航能力大大降低。

隨后，OPPO開始在原有技術積累的基礎上研發快充技術。2014年3月，OPPO推出了首款搭載VOOC閃充技術的Find7手機。這款宣稱“充電30分鐘可達75%電量”的手機一經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元以上的手機產品中均開始搭載VOOC閃充技術。截至目前，搭載了VOOC閃充的手機累計銷售量已接近1500萬臺。作為國內第一個推出帶有快充技術的手機廠商，OPPO在快充領域的技術實力和技術積累早已走在行業前列。

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，是產品測試中所得的最低充電效率，“實際上很多產品的效率都要比這個高。”

其實，為了提高手機續航時間，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熱。手機充電過程是通過電壓電流轉換來實現的，保證安全的前提下尋求更高效的轉換技術本身就是行業瓶頸。

“手機充電時轉換效率基本在80%左右，最多也就90%，這就意味著還有10%沒有轉換的能量會變成熱量?！鄙鲜鯫PPO工程師說，這部分熱量導致手機發熱。由此可能引起用戶對于安全問題的擔憂?！叭绻荒鼙ＷC安全，再高效的快充技術都是無用的。”

高壓還是低壓

前述OPPO工程師告訴本刊記者，在研發快充技術的過程中，曾實驗過很多方案，包括目前市場上亦有廣泛應用的高壓方案和研發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?！?/p>

由此，OPPO成為目前市面上唯一使用低壓快充技術的手機廠商。

不過目前高壓快充領域也發展很快。全球兩大手機芯片廠商高通和聯發科推出的快充解決方案都屬于高壓技術。

高通早在2013年初就通過收購快充技術的持有者——Summit Microelectronics，推出了快充技術Quick Charge 1.0。但由于當時技術可能不成熟，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，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的傳統移動終端通常需要1.5小時左右。

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

然而，業內人士認為，無論是高通的快充方案還是聯發科的快充方案，都只是提供了一個接口協議，更多工作仍需廠商自己完成。

據本刊記者了解，無論是高壓還是低壓快充技術，都需要廠商具備相應的技術實力，就現實而言，很多手機廠商并無快充技術的研發實力，這令很多廠商無法在終端產品上使用這種技術。

2015 年12 月10 日，北京西站大型充電站正式建成投入使用，建設規模為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，而這些配套設施的投入極大，需要占用大量的社會資源。如果充電技術足夠先進，本也可以彌補基礎設施不足的致命傷，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》，交流充電設備很容易與生活場景對接，所以重點推進小區跟單位的交流樁的設備?，F有技術，完全可以滿足這部分需求。

在此基礎上，如果人們仍然追求更快的充電速度，就要運用到直流充電。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。也就是將普通電網的交流電轉換為直流電，再進行作業。

羅紅斌介紹說，住宅、小區、單位等常見單位，整個輸電線路、配點網絡等已經布置完備，轉換成直流電，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整范圍大，可以實現快充的要求。

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

15～20分鐘的充電時間，已經是非常大的跨越?！俺楦鶡煹臅r間，在高速公路上休息一會兒，也就差不多需要十幾分鐘?！绷_紅斌說。

他坦言，沒想到技術發展速度如此迅速，短短幾年時間，充電速度就出現了翻倍提升。以至于又出現一個新問題，3～5年前配置的充電樁已經非常落后。適應不了現在的技術要求。

吳創之認為，充電技術的提升，可以降低基礎設施的成本?！半妱悠囃茝V難，看似屬于公共服務范疇的社會問題，歸根結底，還是應歸咎于技術問題?！?/p>

石墨烯“狂想”

更進一步的指數級提升，許多人寄希望于新材料的運用。快速充電狀況下，短時間內會散發出熱量，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分鐘時代也在預期范圍內，但是實現秒充，在短期內并不現實。

或許石墨烯是個不錯的研究方向?！霸砩峡矗沁@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難題需要克服。

近來，石墨烯電池引發外界關注。按照華為的說法，這種電池可以大大提高手機的充電效率，實現快充。 ? “我們對石墨烯電池也非常期待，不過這項技術還處在實驗室階段，量產可能沒有那么快，最樂觀的現實是傳統的鋰電池也能實現快充?！鼻笆鯫PPO工程師說，電池并不是實現快充的唯一途徑，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。”