新能源汽车续航新思路：给汽车配个“充电宝”？

中国电动汽车百人会副理事长张永伟日前向媒体介绍说，2024年，我国新能源汽车产销规模有望达到1300万辆，迎来产业发展重要里程碑。在此期间，中国市场、技术、平台等因素将发挥重要作用，引领全球汽车产业转型发展方向。但行业发展面临的挑战不容忽视，其中重要的一点就是接续完善的车能融合技术，怎样才能有效提高新能源汽车的运行效率。

就目前来看，市面上的新能源汽车主要是从固定充电桩上充电，但固定充电桩的数量比起加油站肯定少了许多，且充电时间较长，这无疑限制了新能源汽车的发展。尽管我国在充电基础设施建设上付出很多努力，但当新能源汽车运行至途中或行驶在一些偏远地区时，如果遇到车辆断电的紧急情况，往往缺乏可用的充电设施，这使得人们对电动汽车的远程出行产生了忧虑。拥有一种便捷储能、即用供电的车载充电设备来延续汽车的运行时长，一直是人们关注的热点。近年来，汽车移动便携式充电宝为解决新能源汽车续航问题带来另一种思路。

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汽车移动便携式充电宝是一个集储电、升压、充放电于一体的电池设备，以化学能的形式将外部电源输入的电能储存起来，当需要给车辆充电时化学能转化为电能输出，也就是人们熟知的充放电过程。以常见的锂离子电池为例，其主要构造分为正极、隔膜、负极、有机电解液。正极，是锰酸锂或者钴酸锂等材料；隔膜，是一种高分子薄膜，锂离子可自由通过，而电子则不能；负极，主要为石墨以及类石墨碳；有机电解液，主要为溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂。

锂离子电池的反应可以看作是正极的锂离子脱出进入石墨，而放电时锂离子从石墨负极脱出回到正极。此外，由于同电位电压条件下无法充电，充电宝可通过升压系统提升放电电压至车辆所需电压，以此满足多次循环用电需求。

科研人员设计一款汽车充电宝的难点在于添加电池管理系统和逆变器。电池管理系统是一个实时系统，用于控制、保护和监控安装在电动汽车中的电池组安全运行所需的若干功能，如温度和电压水平。逆变器可以将直流电转变成定频定压或调频调压交流电，以满足汽车其他电力设备正常运转。

随着新能源汽车普及，国内外就汽车充电宝陆续开展了一系列研发工作。2021年，英国一家名为ZipCharge的初创企业推出的汽车便携式充电宝大小就像是一个手提箱，内部放置有一块锂离子电池，重量22.7公斤，净容量4千瓦时，充电功率7.2 千瓦，可以在充电半小时后最大续航延长30公里。随后，我国远景科技公司推出全球首款绿色充电机器人，容量70千瓦时，充电功率42千瓦，充电两小时可使一辆新能源汽车行驶600公里。我国铁球电能公司推出的新能源汽车充电宝，相当一台打印机大小，重量22公斤左右，最大功率5千瓦，充电两小时可续航70—100公里。

目前，汽车充电宝尽管具有许多优势，但仍存在一些需要解决的问题，比如充电宝大多造价昂贵，普通车主难以负担，车辆出行当天温湿度环境，以及运输过程中碰撞都有可能引起短路。在环境可持续发展的背景下，期待车用充电宝面向市场，更加经济便捷，能够更好更安全地服务于社会。

（第一作者系西北师范大学教授、博士生导师，第二作者系西北师范大学硕士研究生）