极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?

薄暮知秋 2021-07-05 14:07:16

7 月 1 日,极氪 TOP 100 首次曝光了极氪 001 的快充截图。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


在电池剩余电量为 5% 的时候,极氪 001 的充电电流为 552 A,充电电压 405 V,充电功率为 223 kW。


尽管智能电动汽车市场正在快速起量,但对于消费者来说,对电机、电池、快充这些技术的了解还远远没有到发动机、变速箱、98 号汽油的地步。所以,405 V,552 A,223 kW,这每一个数字都值得展开聊聊。


「400 V ?800 V ?」


「在 800 V 高压架构的支持下,保时捷 Taycan 可以支持 350 kW 的快充。」即使到了上市交付阶段,保时捷将 Taycan 的超充峰值功率降到了 270 kW,但这一冠绝全球的超高功率依然让大众消费者彻底记住了 800 V。


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更何况,作为纯电动汽车产业的大势所趋,全球各地的大型车企都对 800 V 的高压架构摇旗呐喊。通用 UItium 平台、现代 E-GMP 架构乃至吉利汽车集团旗下的 SEA 浩瀚架构,最高都支持到了 800 V 的系统架构 —— 极氪 001,正是 SEA 架构下开发出来的车型。


800 V 对消费者来说意味着什么?


根据初中的物理公式 P=UI,电流(I)不变的情况下,翻倍的系统电压(U),可以让充电功率(P)增加一倍。


800 V 的架构,可以让你的车在更短的时间内,以更高的速度充电。


800 V 的好处还不止于此,一个完整形态的 800 V 架构,配合 SiC 功率模块,可以让一辆纯电动车的高性能发挥空间更大,能耗却更低。


既然 800 V 这么好,为什么一些 2021 年乃至 2022 年上市的高性能纯电动车型,却又不是 800 V 架构呢?


比如即将于 2021 年上市的蔚来 ET7,起售价达到了 44.8 万元,前后电机总功率达到 480 kW,但依然沿用了 400 V 架构。


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如果 ET7 说服力不够强的话 —— 6 月 11 日,特斯拉开启了新 Model S Plaid 的交付,这款车的前后三电机的总功率高达 1020 马力。从任何一个维度来说,Model S Plaid 都是纯电动的标杆 —— 但 Ta 也依然沿用了 400 V 的高压架构。


400 V 的阵营里,当然也包括本文的主角,极氪 001。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


其实原因很简单:800 V 是未来,但现在是现在。


一个完整形态的 800 V 架构,需要大大小小的高压器件来匹配组成。在纯电动汽车上,除了给灯光、仪表、中控屏什么的供电的 12V 小电瓶,剩下的所有和「电」相关的组件都是高压系统架构。


切换 800 V 系统架构并不是「研发一款新的动力电池,并联电压提升到 800 V」那么简单,由它引出的原先 400 V 的车载充电机、空调压缩机、IGBT 功率模块、高压驱动回路等一系列高压组件都需要随之更换为 800 V 架构。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


对于今天的电动汽车供应链来说,800 V 还远未成熟。当然「强上」800 V 也不是不行,前提是锁定「超豪华」,品牌要有一定的溢价能力,目前唯一大批量交付的成熟纯电动车型,是起售价 888,000 元起的保时捷 Taycan,不是巧合。


即使在解决了产品之后,800 V 架构的纯电动车还有一个影响用车体验的重要问题:在中国,满足 800 V 高压架构的超充站发展非常有限。这会让花大力气落地的 800 V 架构总是不能很好地发挥出全面的实力,充电的体验长期在「先驱」和「先烈」的边缘徘徊。


来总结一下:在平衡性能、技术复杂性、产业成熟度、成本、用户体验后,今天最好的纯电动架构,毫无疑问仍然是 400 V 架构。


当然,要实现很好的用户体验,必然要做相当规模的研发投入,400 V 也不例外。


「552 A」


视频截图中极氪 001 的最大电流,是 552 A。而根据极氪官方的披露,001 的峰值电流设计是 600 A。


这是什么概念呢?在国标 GB / T 20234.3 - 2015 对直流快充桩的规定中,最大电流只有 250 A。你可能会说,2015 年的标准是不是有点落后了?那么好,2020 年 3 月国家电网才发布技术白皮书的新一代国标直流快充 ChaoJi,最大电流是多少呢?600 A。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


这里需要说明一下背景,作为面向下一个十年的充电技术标准,ChaoJi 的最大功率设计达到了 900 kW,最大电压达到了 1,500 V,而最大电流,和今天的极氪 001 相当,600 A。


还是前面那个公式 P=UI,当 400 V 的电压堵死之后,极氪选择调高了电流的数值,来获得超 200 kW 的超充能力。


但翻倍的电流也会带来一系列的问题。首先,今天主流的 2015 国标直流桩,超充枪的线已经很粗很笨重。其他条件不变,电流翻倍,会导致整个充电线材发热量大增,充电桩需要更好的散热能力。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


一方面,我们需要更快的充电能力,需要更大的电流,会带来更多的发热;另一方面,我们需要更轻便的充电,需要更小更细的充电线缆。大电流和小线径的矛盾不可调和。


解法是液冷。特斯拉、广汽巨湾、特来电、极氪、蔚来,许多智能电动车企都在布局液冷大电流超充。液冷的原理很简单,在充电线缆之外缠绕一层液冷管道,将线缆浸没式覆盖起来。从而极大地提升散热能力。


事实上,有了液冷加持,尽管电流翻了一倍,但线径却有机会做得更小更轻便。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


从极氪展示的超充桩线径来看,目测极氪的线缆直径和特斯拉 V3 超充桩是相当的,这会让充电插枪的过程比目前主流的快充桩更轻便。


顺便多说一句,在极氪 001 的发布会上,极充桩的设计峰值功率达到了 360 kW,尽管 001的快充能力也达到了行业头部的位置,但说好的 360 kW 呢?


其实道理很简单。从极氪的角度来说,一方面,极氪有义务解决用户所有用车场景下的补能需求,这衍生出了充电速度最快的极充中心 / 极充站(240 kW – 360 kW)、超充站(90 kW – 120 kW)、轻充站(20 kW)和家充桩(7 kW – 22 kW)、无忧充(移动加电车)。补能形式越多,用车场景拆解得也就越细致。


另一方面,极氪此前曾公布,未来 5 年每年至少都将推出 2 款新车型。动态地理解企业自营补能网络的角度看,极氪需要留出一定的冗余能力,让今天的基建也能为未来的车型全功率的服务。


「223 kW」


综合权衡下来,暂时 Pass 了 800 V,研发了液冷大电流路线,极氪视频中 223 kW 的超充就可以上车了吗?


在电池端,极氪 001 搭载了 Ni 55+ 三元电芯,可以支持 2.2C 的快充倍率。除了电池、线、整个充电链路中的枪 + 线、EVI 口、高压接插件、回路继电器和熔断器都需要做相应的技术优化。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


高电压也好,大电流也罢,超充都是一个系统工程。


最后是 223  kW 本身。我们来看目前充电曲线设计分化比较明显的两个车企。


这是奥迪 e-tron 的快充曲线,0 - 80% 可以稳定在 150 kW,80% 后逐步下降,最终到汽车表显的 100% 仍能维持 50 kW 的充电能力。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


另一种是特斯拉 V3 超充桩的曲线。0 - 20% 维持峰值功率输出,20% 后逐步下降,到表显 100% 时超充功率也会降到个位数,直至 0 kW。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


极氪 001 上面的快充视频数据无法采样出一个完整的 0 - 100% 的超充曲线。不过已经可以看出,极氪的超充路线更接近后者,通过拉高起始阶段的峰值功率来提供低电量状态下的快速补能能力。


在这之前,极氪曾经公布过极氪 001 可以做到充电 5 分钟,续航 120 km 的补能能力。


极氪 001 的 400 V 大电流超充,方向错了吗?


从视频实测来看,在充电满 5 分钟后,极氪 001 的电池剩余电量从 5% 增加到 22%,增加的续航里程为 147 - 27 = 120 km,和官方承诺一致。


最后来总结一下极氪 001 的 400 V 的大电流超充,在用户体验和可工程化量产性的最好平衡。


听起来又是一个多方兼顾和平衡的故事,可汽车行业不一直都是带着镣铐起舞?


来源:车云网

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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