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800V快充技术距离大规模量产还有多远

虽然你 2021-08-07 16:56:22

即使到了2021年,续航焦虑依旧是很多消费者购买纯电动车的阻碍。如今主流的纯电动车已经可以将NEDC续航里程做到700km大关,随后两年更可能出现伴随固态电池等新形态而随之提升的1000km标准,但其实我们应该知道的是,仅提高单次续航里程并不能解决充电难的问题,能够让纯电动车充电时长接近燃油车加油的时间才算真正解决了其痛点。


目前来看为解决续航焦虑有两个大方向,一是采用换电技术,二是建立超充网络提高充电速度。前者由于当前市场百花齐放并未实现统一的电池包标准等原因,所以无法在个人市场大规模实施,只能在TO B的出租车市场和蔚来等高端单一品牌实现;而后者正被越来越多的车企选为未来的发展方向。其中最热门的技术就是800V高电压平台和与之配套的超级充电桩以实现快充。畅想一下,喝杯咖啡的时间,车辆就已经充好电是什么体验?现在800V高压快充技术发展到什么程度了?距离大规模量产还有多远?

800V快充技术距离大规模量产还有多远


想要了解800V高压快充技术,我们先了解下如何提高充电速度。在相同电能情况下,充电功率越高,充电速度越快;而想要提高充电功率,利用咱们初中物理知识就可知,P(功率)=U(电压)xI(电流)。电压或者电流越大,功率就越高。因此高电压和大电流成为提高充电功率的两大技术路线。


而如果选择提高充电电流,就要增加线束的横截面积和电量的损耗,低电压高电流形式对充电设施、整车要求都很高,目前特斯拉V3超充就是采用这种形式,而且充电倍率最高也只能达到1.5C,如果想继续提升同样也得加高电压;但高电压却可以实现最高6C的充电倍率,因此相比之下,高电压就成了更主流的选择。


目前市面上的新能源车基本采用400V电压充电,因此下一步就是采用800V的高电压整车平台。这里要明确一点,800V高压快充技术不是独立进行的,高电压平台+超级充电桩技术并行发展才能实现真正意义的快充。通俗点讲,就是支持快充的车+支持快充的桩结合才行。

800V快充技术距离大规模量产还有多远


了解完它的概念,那我们分开来说各自的技术构成。首先是800V高电压的整车平台,为了适应更高的电压,核心三电系统、空调压缩机、DCDC(直流变压器)、OBC(车载充电机)等部件都必须能在800V-1000V环境下工作才行。电池包方面,需要通过串并联改变电压,还要符合安全性、使用寿命的要求。电驱方面,对于绝缘能力、耐压等级、爬电距离等指标要求更高,主要难点在核心零部件:功率半导体器件需要满足要求,目前主流硅基IGBT耐压等级在600-750V,有小部分能满足800V耐压要求,但也伴随着损耗高效率低的问题。相对来说,超级充电桩的技术提升就容易很多,从DC500V系统提升到DC950V系统,除了充电枪、线束、直熔丝等需要改造外,其他部件基本无需改造。


早在2019年,保时捷率先推出了基于800V高压平台的Taycan,这是保时捷首款纯电动跑车,也是全球800V高电压平台的首款量产车型。它可以支持350kW的快充,能在22.5分钟内将Taycan Turbo S的那块94.5kWh的动力电池从5%电量充到80%,与欧洲配套的Ionity充电桩上可以实现快充。而在普通快充桩上则通过车内的前升压系统把输入的400V变成800V。未来随着技术提升,基于800V平台下充电功率还将进一步提升,向480kW进军。

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同时,现代E-GMP5、起亚EV6、奔驰EVA、通用第三代纯电动平台以及大众之后Trinity,都选择了800V电压平台。而将视线转回国内,比亚迪针对下一代电动车的e平台3.0,其中一大亮点就是支持800V闪充;华为HI也将提供800V高压快充解决方案,充电10分钟续航200km,同时在发布会时它还和特斯拉Model 3长续航版车型比拼30%-80%充电表现,搭载华为HI技术的某B级车用时15分钟,而后者在预热半小时前提下仍用时超过20分钟,这也印证了高电压路线和大电流路线在不同SOC区间下的效率表现,明显大电流路线应用范围较窄。而吉利、上汽等中国车企也在积极布局800V高压平台,为后续车型做好技术准备。


从当前发展节奏看也很清晰,800V高压快充技术发展距离大规模使用还有相当一段距离。首先,和换电技术一样,它也面临着标准统一的问题。目前被国际上广泛接受的电动汽车直流充电技术一共有3种系统,4种接口:日本CHAdeMO充电系统和接口,国标GB/T充电系统和接口,欧美CCS充电系统与美国的CCS1和欧洲CCS2接口。


但大家都将走上大功率充电的下一代技术发展路线,因此标准统一势在必行。中日联合的下一代充电标准先要统一亚洲的标准,日标CHAdeMO和国标GB/T最大充电功率从400kW(400A,1000V)和250kW(250A,1000V)共同向900kW(600A,1500V)迈进,从而分别进入CHAdeMO 3.0版本和ChaoJi充电标准时代。并且,CHAdeMO3.0标准宣布采用ChaoJi接口,中日已同步并可兼容老的CHAdeMO、CCS系统。欧标和美标CCS的快充最大功率分别从200kW(200A,1000V)、120kW(200A,600V)向460kW(500A,920V)发展。然后就是CCS方案与Chaoji方案的协调将促进充电标准的全球统一。


第二,零部件要求增多。动力电池层面,实现快充必须降低负极内阻减少电极厚度,同时对冷却系统和BMS也带来更好的要求;然后是电驱动方面,对绝缘能力、耐压等级、爬电距离等要素要求提高;还有空调压缩机、PTC、DC/DC、车载充电机等部件。目前有少部分企业已经初步解决了问题,但未能实现大面积地广泛应用。

800V快充技术距离大规模量产还有多远


第三就是充电桩的改造,现在的问题不是技术上的改造难度,一方面我国的充电标准还在采用2015年的《电动汽车传导充电系统国家标准》,现在技术走在了标准前面,新的标准还没推出之前,大家都处于观望状态,因此在这个时间节点也只有保时捷等少数车企推到了量产这一步,车和桩是难舍难分的,在这时候向前走一步到800V快充,是车等桩还是桩等车?只能大家等标准,然后少数车和桩的代表推出新技术带动整个行业发展。

800V快充技术距离大规模量产还有多远


总结:


现在在技术层面800V高压快充已经具备了出发的姿态,但同换电技术一样想要实现大规模量产,需要车企和充电设施的共同进步,相信国家新充电标准出台后,从量变到质变应该是很快的过程,届时也将意味着电动汽车在乘用车市场的规模占比达到一个新高度。


来源:易车

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