電動汽車時常會出現這樣的介紹：“快速充電，半小時充電80%，續航300公里，完全解決你的里程焦慮!”快充，商用車用來提升設備使用效率，乘用車用來解決里程焦慮，不斷逼近“加一箱油”的時間。大有成為標配的趨勢。今天就一塊兒來挖一挖快充方法，捎帶挖一挖方法的由來。

充電多快可以叫“快充”?

我們充電的基本訴求：

1)充電要快;’

2)不要影響電芯壽命;

3)盡量省錢，充電機放出來多少電，盡量都充到我的電池里。

那么多快就可以叫快充了呢?并沒有什么標準文獻給出具體數值，我們暫且參考知名度最高的補貼政策中提及的數值門檻。下表是新能源客車2017年補貼標準。可以看到，快充的入門級是3C。實際上，在乘用車的補貼標準中，沒有提及快充的要求。從一般乘用車的宣傳資料中，可以看到，大家一般認為30分鐘充滿80%已經可以作為快充的噱頭，拿出來宣傳了，那么姑且認為乘用車的1.6C就可以是入門級快充參考值。按照這個思路，宣傳15分鐘充滿80%的，相當于3.2C。

快充的瓶頸在哪里?

在快充這個語境里，相關方按照物理主體分，包括電池、充電機、配電設施。

我們討論快充，直接的想到電池會不會有問題。實際上，在電池有問題之前，首先是充電機，配電線路的問題。我們提到特斯拉的充電樁，其名曰超級充電樁，它的功率是120kW。按照特斯拉ModelS85D的參數，96s75p，232.5Ah，最高403V計算，其1.6C對應最大需求功率為149.9kW。從這里就可以看到，對于長續航純電動車型，1.6C或者說30分鐘充滿80%已經對充電樁構成考驗。

在國家標準中，不允許在原來的居民用電網絡中直接直接設置充電站。1臺快充樁的用電功率就已經超出幾十戶居民的用電量。因此，充電站都需要單獨設置10kV變壓器，而一個區域的配電網絡并非都有余量增加更多的10kV變電站。

然后說道電池。電池是否能夠承載1.6C或者3.2C的充電要求，可以從宏觀和微觀兩個角度來看待。

宏觀上的快速充電理論

之所以這節的題目叫做“宏觀上的快速充電理論”，是因為直接決定電池快速充電能力的是鋰電池內部正負極材料性質、微觀結構，電解液成分、添加劑，隔膜性質等等，這些微觀層面的內容，我們暫時放在一邊，站在電池外邊，看鋰電池快速充電的方法。

鋰電池存在最優充電電流

1972年美國科學家J.A.Mas提出蓄電池在充電過程中存在最佳充電曲線和他的馬斯三定律，需要注意的是，這個理論是針對鉛酸蓄電池提出的，其界定最大可接受充電電流的邊界條件是少量副反應氣體的產生，顯然這個條件與具體的反應類型有關。

但系統存在最優解的思想，卻是放之四海而皆準的。具體到鋰電池，界定其最大可接受電流的邊界條件可以重新定義。基于一些研究文獻的結論，其最優值仍然是類似馬斯定律的曲線趨勢。

值得注意的是，鋰電池的最大可接受充電電流的邊界條件，除了需要考慮鋰電池單體的因素，還需要考慮系統級別的因素，比如散熱能力不同，系統的最大可接受充電電流是不同的。然后我們暫且以這樣的基礎繼續向下討論。

馬斯定理的公式描述：

I=I0*e^αt

式中;I0為電池初始充電電流;α為充電接受率;t為充電時間。I0和α的值與電池類型、結構和新舊程度有關。

現階段對電池充電方法的研究主要是基于最佳充電曲線來開展的。如下圖所示，如果充電電流超過這條最佳充電曲線，不但不能提高充電速率，而且會增加電池的析氣量;如果小于此最佳充電曲線，雖然不會對電池造成傷害，但是會延長充電時間，降低充電效率。

對這個理論的闡述包含三個層次，是為馬斯三定律：

①對于任何給定的放電電流，蓄電池充電時的電流接受比α與電池放出的容量平方根成反比;

②對于任何給定的放電量，α與放電電流Id的對數成正比;

③蓄電池在以不同的放電率放電后，其最終的允許充電電流It(接受能力)是各個放電率下的允許充電電流的總和。

以上定理，也是充電接受能力這個概念的來源。先理解一下什么是充電接受能力。找了一圈，沒有看到統一官方的定義。按照自己的理解，充電接受能力就是在特定環境條件下，具備一定荷電量的可充電電池充電的最大電流。可以接受的含義是不會產生不應有的副反應，不會對電芯的壽命和性能造成不良影響。

進而理解一下三定律。第一定律，在電池放出一定電量以后，其充電接受能力與當前荷電量有關，荷電量越低，其充電接受能力越高。第二定律，充電過程中，出現脈沖放電，有助于幫助電池提高實時的可接受電流值;第三定律，充電接受能力會受到充電時刻以前的充放電情況的疊加影響。

如果馬斯理論也適用于鋰電池，則反向脈沖充電(下文中具體名稱為Reflex快速充電法)除了可以用去極化的角度解釋其對溫升抑制有幫助以外，馬斯理論也作為對脈沖方法的支撐。而更進一步的，真正將馬斯理論全盤運用的，是智能充電方法，即跟蹤電池參數，使得充電電流值始終因循鋰電池的馬斯曲線變化，使得在安全邊界以內，充電效率達到最大化。