PANORAMA OF SCIENCE|全景科学
文/萌魂过关（资深车评人）
编辑/杨震
在节能环保、减少碳排放的大趋势下，"新能源”概念在汽车领域
越来越火。而随着集各种高科技配置于一体的"酷炫”特斯拉的风行，
让我们知道了原来汽车也可以完全依靠电力而不是燃油发动机驱动。尽
管目前特斯拉还存在一些问题，但是它毕竟已经让新能源电动车作
为新一代汽车产品形态开始广为流传起来。除了特斯拉之外，国
内许多自主品牌新能源电动车也逐渐慢慢地崛起，甚至一些传统
汽车品牌也开始往新能源电动车领域发展。
大家对新能源电动车最大的痛点就是电动车的电池续航和 充电问题。如何让用户们能够简简单单就给电动车充上电，对
相关从业者们来说是一点也不简单的事情。
而目前业界最主流的，有4种充电技术。
交流电充电
优点：使用灵活方便，在家就能充。
难点：受电动车自带充电机限制，充电时间过长。
优点：像给手机充电一样便利。
难点：无线感应距离较短，普及程度还不高。
目前电动车的家用充电桩一般采用单相或者三相交流电充电
桩进行充电。因为交流电不能直充电动车的电池，因此只能需要交流电连接车内的充电机，经过整流、滤波后转换为合适电压的直流电。
因为被充电机转换后的直流电电流较小，因此要将电动车的
电池充满耗时较长，最长甚至可达30小时。所以，这种充电方式又被称为“慢充"，一般适用于车辆停运时间长（多为夜间）的电动车充电。
直流电充电
优点：充电速度快，耗时较短。
难点：克服电池受损的风险问题。
目前主要应用于城市公共充电设施以及城际间高速服务区充电站的充电桩一般都是直流充电桩。与交流充电桩不同的是，直流充电桩直接将电网的交流电转化为直流电，因此直流充电桩可以不经过电动车内部的充电机直接接入电池。
而直流充电桩提供的直流电流一般为150-250安，远高于电动车内部充电机转换的直流电流，因此这种充电方式可以在1〜2小时内就将电动车电池充满。但以目前电动车的技术水平，长期使用高电流直充会极大加速电池的寿命损耗。如何克服这一问题，也是各大汽车厂家一直在重点研究的项目之一。
无线充电技术其实是基于电磁感应原理，在一定空间范围内的电能无线传输。手机早已实现了无线充电功能，而从技术层面来说，为电动车充电同样是可实现的。事实上，目前多家车企与第三方科技公司都有对无线充电技术进行研发。
不过，无线充电对技术的要求较高，充电效率和线圈大小以及距离有紧密关系。随着线圈间距离的增大，能量传输效率逐渐降低。现阶段无线充电设备要做到90%以上的效率，有效距离—般在15〜25厘米之间。因此对于底盘过高的车型来说，就不太适合用无线充电方式了，这对无线充电的普及有较大影响。
28\202〔\
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知乎 | Zhi Hu
换电技术
优点：方便快捷，可集中服务大批量电动车，节约空间。难点：对热能管理提出挑战，标准化及商业模式还需验证。
还原炉>钢丝绳卷筒
对于电动车主来说，最大的痛点就是充电耗时太长，哪怕快
充也需要1〜2小时，这就意味着在这段时间内无法使用电动车。
生产数据采集在这个前提下，换电技术应运而生，它的核心思想是将电动车与 电池分离，当电动车电量快耗光时，只需要在换电站将电池拆卸
下来充电，再换上满电的新电池即可。
换电技术不但为车主带来便捷，更能节约土地资源，一个
200平方米左右的换电站一天可为150台以上的车辆换电。换电
站还能根据城市用电时段，错峰为电池集中充电，提高了能源利
用率。国内某汽车厂商推岀的“擎天柱计划"，预计在全国范围
内组建3 000座光储换电站，梯次利用电池的储能总量为5兆千
泵
瓦小时。
当然，换电技术要得到大规模推广还面临一些挑战，比如大
量电池在集中充电时会产生巨大热量，如何进行安全管理值得思 考。此外电动车主对于频繁交换电池的认可程度，以及不同电动
车电池型号的标准化统一问题是否能解决，还需要时间验证。
可以预见的是，在未来5年内随着国家对充电基础设施
的大力推进，在全国各大城市组建城际快充网络，并且实现
互联互通，届时电动车充电难的问题或许可得到缓解。另外，
随着技术的不断更新换代，将来电动汽车的充电续航问题或
将不是问题。新能源电动车必然会更加普及。
学科标签
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直流电是指方向以及大小能够一
直维持不变的电流。交流电则是方向以
及大小会周期性改变的电流。在实际应
物理Hx
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的
电流叫感应电流。运用电磁感应现象，可以在较近的距离（磁 场范围）内实现电流的无线传输。你还知道在生活中有哪
些场景也运用了电磁感应现象吗？
包装箱制作
用上，两种电流各有优劣。你能分别说—说两者的优势及其应用吗？
压
间
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▲电磁感应原理示意图
直流电
2021 \03\鸭^^
沼气汽水分离器29
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