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高電壓?高電流?未來新能源汽車充電技術(shù)如何選擇?

作者:EEPW 時間:2024-04-15 來源:EEPW 收藏

近幾年油車電車車主在網(wǎng)上爭吵的點無非就是幾個:成本問題、續(xù)航問題、技術(shù)成熟度和安全問題以及加油和充電的等待時間問題,我們知道,傳統(tǒng)的燃油車在加油站加滿油只需要幾分鐘,這與電動車充滿電的速度形成鮮明對比,最早的時候,電動車充電需要幾個小時,一部分車甚至超過10小時,而在電壓架構(gòu)升級后,讓充電速度降低到半小時以內(nèi),汽車制造商敏銳地意識到了這個問題,充電速度可以打消一部分用戶的續(xù)航焦慮,并且這也成為宣傳時的一個賣點,可以說這一問題的解決可以吸引大批客戶的青睞,成為競爭的有利手段。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202404/457630.htm

隨著小米SU7的發(fā)布,再一次將汽車的熱度點燃,火出圈的SU7相關(guān)配置相信大家也在發(fā)布會及官網(wǎng)和熱搜中有所了解,但值得關(guān)注的是,小米SU7是打著對標(biāo)保時捷Taycan的旗號,通過相關(guān)參數(shù)對比可知,在充電方面,兩款車型都具備800V電壓充電的能力,相對于傳統(tǒng)汽車,電力驅(qū)動的車在充電方面一直是備受關(guān)注的,充電設(shè)備的強大意味著用戶可以減少等待時間,從2019年保時捷Taycan第一次引入800V的概念開始,到如今的小米SU7,已經(jīng)有10多款主流車型配備,800V這個熱詞和高端電動車綁定,有了它似乎就意味著充電快得像加油,但事實如此嗎?

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首先,讓充電速度加快有兩種方案,一種是開發(fā)新的電池技術(shù),例如固態(tài)電池和石墨烯電池,后者的速度比現(xiàn)代電動汽車中常用的鋰離子電池快60倍。 另一個解決方案是將電動汽車的電氣架構(gòu)升級,比如從400V更改為800V。

而400V和800V的概念并不是說穩(wěn)定電壓固定在兩個數(shù)值,而是在目前,市面上的新能源高壓設(shè)備工作電壓一般在300-500V之間,因此取中間數(shù)值為400V架構(gòu),而隨著科技的發(fā)展,技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電壓可提升在600-900V,取中間值800V,統(tǒng)稱為800V架構(gòu)。現(xiàn)在特斯拉的Model 3和Model X電壓為350V ,Model S的電壓為 375V,Model Y的電壓為400V。小鵬G6的電壓大概在610V上下,高電壓充電系統(tǒng)可以在相同的電流下傳輸更多的功率,從而實現(xiàn)更快的充電速度。

很多專業(yè)檢測機構(gòu)通過實測,測試出400v與800v的充電效率,帶有800V充電系統(tǒng)的汽車電量可以在16分鐘左右從30%充至80%,而400V充電系統(tǒng)可能需要40分鐘甚至更長時間。因此,800V高壓平臺也被大多數(shù)新能源車企視為“換一種思維緩解車主充電焦慮”的大招。有人會質(zhì)疑,大電壓充電會不會因此安全事故,其實根據(jù)功率公式P=UI (功率=電壓*電流)可以得知,電壓較大帶來的是功率大,但其實800V輸入電壓在充電過程中產(chǎn)生的熱量較少,因此充電安全性更高。同時,由于800V充電系統(tǒng)的電流較低,電纜和連接器的尺寸也可以相應(yīng)減小,從而降低了充電過程中的安全風(fēng)險。

與此同時,較高的電壓產(chǎn)生較低的電流,這樣可以有效減少熱量,對于新能源汽車電池來說可降低電池冷卻系統(tǒng)的負擔(dān),減少熱失控的風(fēng)險,更低的電流還意味著充電電纜可以更細,拿取時更省力,800V系統(tǒng)還意味著電動車內(nèi)部的電纜和電氣元件更薄更小,從而降低整車重量,對于笨重的電動車來說,減重至關(guān)重要。800V架構(gòu)的設(shè)計成本更高,但這并沒有阻止各大品牌互相競爭,不斷提高電壓,預(yù)計到2025 年,800V將成為電動汽車的標(biāo)準。對此,在未來,800V充電技術(shù)加上石墨烯電池的強強聯(lián)合,追趕油車的加油時間將不是夢想。

但現(xiàn)實往往都是殘酷的,部分新能源車企都在打著“充電5分鐘、續(xù)航200公里”的宣傳旗號,而這些結(jié)果都是過于理想化了,其是在官方發(fā)布超級充電充樁上所測得的結(jié)果。這也不難解釋了為什么大多數(shù)車企在發(fā)布800V高壓車型時,幾乎都會發(fā)布高壓平臺配套的超級充電樁。我們目前市面上大多是普通第三方公共充電樁,800V高壓車型要達到官方宣稱的快充效果,條件苛刻得多。畢竟,目前國內(nèi)主流的直流快充樁,絕大多數(shù)是針對400V平臺的車型開發(fā)的。也不是說不能充,其實800V高壓平臺也都兼容400V直流快充樁,只是充電電壓,達不到平臺所需求的800V甚至更高,充電效率跟普通400V的車型相差無幾。在前一、兩年建設(shè)的直流快充樁,所能支持的充電壓為200~750V。更早時期建造的直流快充樁,充電電壓甚至只有200~550V,遠遠無法滿足800V高壓平臺車型所需求的超充電壓。唯一能夠滿足800V高壓充電需求的,也只有最近一年才開始推出的200~1000V直流充電樁,目前行業(yè)應(yīng)用少之又少。

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并且不是支持800V高壓充電的充電樁就一定支持快充,剛才也提到了,充電的效率除了和電壓有關(guān),也和電流有關(guān),即便是最新的200~1000V直流充電樁,也要看最大的充電功率是多少。假設(shè)一臺可支持1000V電壓、最大充電功率160kW的單槍直流充電樁,以400V需求電壓充電時,粗略計算,其最大理論電流不大于400A。然而需求電壓為800V時,充電樁輸出理論最大電流不大于200A。也就是說,無論車輛充電時需求電壓多少,直流充電樁輸出充電功率,不會大于最大功率,如果要實現(xiàn)直流充電5分鐘,續(xù)航200公里,充電功率至少要300kW。這就不得不說很多車企在宣傳過程中,只提電壓,不提電流的做法,可以說是一種變相的“障眼法”。

消費者在駕車離開車廠后,若真的想實現(xiàn)快充,也就只能尋找官方的超級快充站,或者靜等市場的需求迫使充電產(chǎn)業(yè)加快布局快充設(shè)施,但想象很簡單,事實卻沒那么簡單,因為大部分車企想要大面積在國內(nèi)各大城市普及高壓超充樁并非一件易事,因為城市面積大,成本,容量等讓大多數(shù)廠商望而卻步,還有一種方法,只能借助民間的資本、充電企業(yè)力量,實現(xiàn)充電樁從400V平臺,向800V高壓、高功率充電平臺迭代。但民間資本也要考慮成本和盈利之間的關(guān)系,其中,一家充電企業(yè)的運營負責(zé)人曾經(jīng)坦言: “現(xiàn)在公司還有超過一半的直流樁,最高電壓只有550V,是前年上線的?!碑吘?,受區(qū)域流量的影響,一臺成本3~5萬元的直流充電樁,通常需要1~2年才能收回成本,之后還要考慮盈利回報。

電站的運營方不可能因為行業(yè)一項新的技術(shù)上線,不顧硬件成本、盈利目標(biāo)貿(mào)然更新改造設(shè)備。更何況,充電站能否上高壓、高功率超級充電樁,還要視乎其電網(wǎng)負荷的限制。很多充電樁群只能向電網(wǎng)申請630kVA的電容量,再分給自己的幾根充電槍,如果滿員的話,各自的功率就拉低了。

更殘酷的是,近些年新能源車賣得好,目前充電樁屬于“供不應(yīng)求”的情況,部分一線城市“充電難”問題普遍存在,有時車主能給車充上電已經(jīng)“燒高香”了,誰還會挑剔充電樁運用的技術(shù)新舊?雖然人們普遍認為800伏技術(shù)是電動汽車的前進方向,但并非所有制造商似乎都相信。尚未計劃生產(chǎn)800伏特車型的制造商表示,沒有必要超過400伏特,因為這對于普通電動汽車甚至一些有性能汽車來說都足夠了。

其實說到底,從我作為用戶的角度來看,400伏和800伏電動汽車之間沒有可察覺的差異,因此僅憑這一點選擇一個而不是另一個還沒有多大意義。但800V高壓平臺除了充電快,還有一個很強的優(yōu)勢,那就是能耗低,最終導(dǎo)致的結(jié)果就是續(xù)航變長,這才是消費者最為關(guān)心的。消費者想要更長的續(xù)航,更快的充電速度,800V高壓平臺確實是一個極佳的方式,但我們也要知道它的限制,正確了解它,不被車企的宣傳沖昏了頭腦。當(dāng)然更多車企卷進來,自然就會促進它的普及應(yīng)用,規(guī)?;?,就能降低它的成本,最終體現(xiàn)在價格上。




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