充电5分钟,续航200公里!800V高压快充再起争议,它走进现实为何这么难?
几年前,当人们聊起新能源汽车时,里程焦虑是绕不开的话题。随着动力电池能量密度不断突破,新能源汽车的续航里程也相应提升,目前市面上已经出现了续航超过1000公里的纯电车型,用户的里程焦虑得到极大缓解。
然而,充电基础设施不完善、充电速度慢的问题仍然困扰着广大新能源车主。尤其是每逢长假时,诸如8小时车程走了16小时的话题就会被吐槽上热搜。充电难、充电慢的补能焦虑,开始取代里程焦虑,成为横亘在新能源汽车发展道路上的另一道门槛。于是乎,提升充电效率不仅成为车主们新的诉求,也成为车企新的发力方向。
新能源车充电仍是痛点
当前在国家“双碳”战略的推动下,我国新能源汽车产业进入高速和高质量发展的新阶段,并且呈现爆发性增长态势。截至2022年4月,我国新能源汽车保有量达919万辆,渗透率接近30%。今年1-4月,新能源汽车同比增长率达到126%。预计2022年,新能源汽车销量将达到500万辆。
随着新能源汽车市场快速增长,充电便利性问题开始成为制约产业发展的核心痛点,这主要表现在三个方面:充电桩数量少、充电时间过长和充电桩利用率低。
广汽埃安能源部部长刘志辉给出的相关调研结果显示,目前我国新能源汽车的用户私桩安装率大约为70.2%,而且受车位数量的限制,未来私桩安装率会呈逐步下降趋势。公共充电站方面,不仅数量少,而且功率也比较低,40%的用户认为充电时间过长,从而影响了充电的便利性。同时,公共充电站布局不合理,导致充电站利用率仅为3%-5%,部分场站可能使用率较高。
“市场发展形势对补能网络提出了更迫切的要求,补能焦虑将成为新能源汽车发展的主要矛盾。”巨湾技研研究总院副院长唐湘波表示,2016-2020年车桩比一直呈下降趋势,但2021年新能源汽车销量爆发增长,车桩比有所回升,补能焦虑更加凸显。面对补能痛点,极狐汽车三电中心充电开发部负责人肖胜然总结道:“作为用户,人们希望充电速率更快,充电时间更短;作为运营方,则希望设备的利用率更高,充电翻台率更高,这就促成了高压快充技术的快速发展。”
如果说提升电池能量密度,进而增加车辆的续航里程,可以在一定程度上缓解新能源车用户的用车焦虑。那么,通过高压快充提升充电效率、缩短单次补能时间,才是真正解决用户后顾之忧的治本良方。
被“吐槽”的高压快充
7月2日,比亚迪旗下腾势N7上市前夕,腾势销售事业部总经理赵长江在接受财联社记者采访时表示,800V只是峰值,真正达到800V电压可能只有5至10分钟。“别人说的峰值,我们是宽峰值。”
在此之前,赵长江曾在社交媒体上“吐槽”,“充电800V已经被行业某些企业忽悠下带歪了。”据赵长江介绍,比亚迪在2018年即可实现700V以上的充电峰值,但即将上市的腾势N7并未采用高压快充模式,而是采用了比亚迪首创的双枪充电技术,以提高充电效率。在这项技术下,即便是在240V的普通公共充电桩上,也能实现充电效率的翻倍。
“双枪充电技术在提高充电效率的同时,也能够让现有的公共充电桩资源得到充分利用。”赵长江表示。
800V高压系统通常指整车高压电气系统电压范围达到550-930V的系统,统称800V系统。有机构测算,2025年,国内搭载800V架构的新能源汽车99.9万辆,三年年复合增长率270.9%;全球范围内则分别为215.3万辆和189.2%。
面对这一快速增长的市场,除了腾势品牌,以换电模式解决里程焦虑的蔚来汽车也曾对高压快充技术有所顾虑。蔚来总裁秦力洪曾直言,真正的充电速度不仅取决于车,还要取决于电。“如果只有800V的车,没有800V的电,不能说把池子做大水就装得快,问题是水没有那么多。目前很多地方电力容量有限,改造难度很大。如果几辆电动车同时充电,电流分配更难以支持。”
“同一辆车在不同时间段去充电,在不同的SOC水平之下得到的功率也不一样。因此,用户应该关注实际能获得的功率是多少。”蔚来能源高级副总裁沈斐也提出了与赵长江类似的观点。
相比之下,刚刚完成小鹏G6上市的小鹏汽车,则将高压快充作为一个重要的卖点。小鹏汽车董事长何小鹏介绍,G6是一款800V高压碳化硅SiC平台+3C电芯打造的产品,快充峰值功率可达280kW,在超充平台充电10分钟续航可增加300公里;即便是在国家标准快充桩上,相比传统400V平台的车型,其充电速度也能快1倍以上。
800V超充成本是难点
虽然800V高压快充是发展趋势,但是其难点尚存。800V高压系统要克服安全、成本和整个电网容量这三大影响。
首先,随着电压和电流的增大,电流的热效应也会增强,会产生更高的热量。因此,对电池包内部的BMS系统、电池冷却系统都会带来新的挑战。其次,800V高压超充普及过后,使用超充的车辆一多,对电网将会带来较大的压力。再者,升级超充充电桩成本过高,整套系统尤其是冷却系统改造成本过高,并且建设新的超充充电站也需要巨大的成本。
具体来说,在安全层面,要保证高电压、大电流情况下的安全性和耐久性。三元锂电池+高压充电,可能会带来更大的安全隐患。同时,800V高压快充需要使用碳化硅等高成本半导体材料。据了解,当前碳化硅SiC功率器件价格较高,是硅基IGBT的3-5倍左右。行业龙头特斯拉在3月宣布,下一代驱动单元将减少75%碳化硅。此外,充电桩功率并不代表用户使用场景下的真实功率,更多取决于电网容量。如果同时充电的用户过多,补能过程也无法保证全程稳定的峰值状态输出,因此对整个电网亦是一大考验。
“800V是一种话术,超过450V就算是800V的领域了,衡量的关键是看效率。”小鹏汽车动力总成负责人顾捷谈及了其对800V高压快充的理解,“我们的设计是为了在特定电量下发挥最大的电压。”
从400V到800V高压充电的推进,需要车企、充电桩、电池企业对电芯、各种高压部件和充电网络等进行系统升级。广汽埃安能源部部长刘志辉认为,在这整个系统工程的推进中,一定要靠链主企业拉动,主机厂在这里面的作用无法替代。要以主机厂牵头,以产业链和运营网络作为协同共同推进。
首先,主机厂要认定快充方向,研发快充车型,并进行从技术到产品的落地,这是技术、内核实力的体现,并不是简单的组合,需要企业有非常深厚技术储备和前瞻性开发。其次,后端网络支持也非常重要,需要运营商结合主机厂的推进路线,实施快充网络超前布局。此外还需要产业链协同,零部件器件供应商通过技术和规模降本。作为车用锂离子动力电池及高性能储能电池系统解决方案的提供商,申奇介绍孚能科技目前通过电芯材料选型、电芯设计优化等措施,提升倍率性能,降低内阻和发热,给热管理系统减少压力,使快充向超充成为可能。
市场竞争的核心要素其实很简单,要么比别人便宜,要么与众不同。新能源车完全不同于燃油车的结构,让竞争更同质化,内卷更容易,也更为严重。800V快充,相当于电动车的一次小革命,是目前最有可能改变电动车里程焦虑的新技术。随着供应链的成熟和成本的进一步降低,800V快充将会成为自主品牌内卷的新方向。
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