新能源汽車?yán)m(xù)航新思路：給汽車配個(gè)“充電寶”？

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)張永偉日前向媒體介紹說(shuō)，2024年，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模有望達(dá)到1300萬(wàn)輛，迎來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要里程碑。在此期間，中國(guó)市場(chǎng)、技術(shù)、平臺(tái)等因素將發(fā)揮重要作用，引領(lǐng)全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展方向。但行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)不容忽視，其中重要的一點(diǎn)就是接續(xù)完善的車能融合技術(shù)，怎樣才能有效提高新能源汽車的運(yùn)行效率。

就目前來(lái)看，市面上的新能源汽車主要是從固定充電樁上充電，但固定充電樁的數(shù)量比起加油站肯定少了許多，且充電時(shí)間較長(zhǎng)，這無(wú)疑限制了新能源汽車的發(fā)展。盡管我國(guó)在充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上付出很多努力，但當(dāng)新能源汽車運(yùn)行至途中或行駛在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)時(shí)，如果遇到車輛斷電的緊急情況，往往缺乏可用的充電設(shè)施，這使得人們對(duì)電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程出行產(chǎn)生了憂慮。擁有一種便捷儲(chǔ)能、即用供電的車載充電設(shè)備來(lái)延續(xù)汽車的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來(lái)，汽車移動(dòng)便攜式充電寶為解決新能源汽車?yán)m(xù)航問(wèn)題帶來(lái)另一種思路。

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汽車移動(dòng)便攜式充電寶是一個(gè)集儲(chǔ)電、升壓、充放電于一體的電池設(shè)備，以化學(xué)能的形式將外部電源輸入的電能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)需要給車輛充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能輸出，也就是人們熟知的充放電過(guò)程。以常見(jiàn)的鋰離子電池為例，其主要構(gòu)造分為正極、隔膜、負(fù)極、有機(jī)電解液。正極，是錳酸鋰或者鈷酸鋰等材料；隔膜，是一種高分子薄膜，鋰離子可自由通過(guò)，而電子則不能；負(fù)極，主要為石墨以及類石墨碳；有機(jī)電解液，主要為溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑。

鋰離子電池的反應(yīng)可以看作是正極的鋰離子脫出進(jìn)入石墨，而放電時(shí)鋰離子從石墨負(fù)極脫出回到正極。此外，由于同電位電壓條件下無(wú)法充電，充電寶可通過(guò)升壓系統(tǒng)提升放電電壓至車輛所需電壓，以此滿足多次循環(huán)用電需求。

科研人員設(shè)計(jì)一款汽車充電寶的難點(diǎn)在于添加電池管理系統(tǒng)和逆變器。電池管理系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，用于控制、保護(hù)和監(jiān)控安裝在電動(dòng)汽車中的電池組安全運(yùn)行所需的若干功能，如溫度和電壓水平。逆變器可以將直流電轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電，以滿足汽車其他電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

隨著新能源汽車普及，國(guó)內(nèi)外就汽車充電寶陸續(xù)開(kāi)展了一系列研發(fā)工作。2021年，英國(guó)一家名為ZipCharge的初創(chuàng)企業(yè)推出的汽車便攜式充電寶大小就像是一個(gè)手提箱，內(nèi)部放置有一塊鋰離子電池，重量22.7公斤，凈容量4千瓦時(shí)，充電功率7.2 千瓦，可以在充電半小時(shí)后最大續(xù)航延長(zhǎng)30公里。隨后，我國(guó)遠(yuǎn)景科技公司推出全球首款綠色充電機(jī)器人，容量70千瓦時(shí)，充電功率42千瓦，充電兩小時(shí)可使一輛新能源汽車行駛600公里。我國(guó)鐵球電能公司推出的新能源汽車充電寶，相當(dāng)一臺(tái)打印機(jī)大小，重量22公斤左右，最大功率5千瓦，充電兩小時(shí)可續(xù)航70—100公里。

目前，汽車充電寶盡管具有許多優(yōu)勢(shì)，但仍存在一些需要解決的問(wèn)題，比如充電寶大多造價(jià)昂貴，普通車主難以負(fù)擔(dān)，車輛出行當(dāng)天溫濕度環(huán)境，以及運(yùn)輸過(guò)程中碰撞都有可能引起短路。在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的背景下，期待車用充電寶面向市場(chǎng)，更加經(jīng)濟(jì)便捷，能夠更好更安全地服務(wù)于社會(huì)。

（第一作者系西北師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，第二作者系西北師范大學(xué)碩士研究生）