新能源汽車時代,各種各樣的新技術(shù)、新應(yīng)用和新名詞層出不窮,使人如墜五里霧中,不知所云,比如最近風頭正盛的 800V 高壓快充技術(shù),給人一種顛覆者的姿態(tài),試圖在全球掀起了新能源汽車快充革命。
實際上,早在 2019 年,這一技術(shù)就已經(jīng)量產(chǎn)了。
當年,保時捷推出了全球首個搭載 800V 電池架構(gòu)的量產(chǎn)車 ——Taycan,只不過早些年,作為電動跑車的專屬配置,它沒掀起多大浪花。
得益于國內(nèi)完整的新能源產(chǎn)業(yè)鏈,這幾年比亞迪、小鵬、埃安、極氪等紛紛推出自家的 800V 高壓快充車型,這才成為市場上的當紅炸子雞。
有人甚至喊出來了,“充電 5 分鐘,續(xù)航 200 公里”的口號,續(xù)航焦慮從此在新能源汽車的字典里消失。
800V 高壓快充技術(shù)真有這么厲害嗎,還是說噱頭大于實際呢?
從理論上來講,高壓快充技術(shù)確實打開了快充世界的大門,但從實際落地情況來看,跟各位司機關(guān)系不大。
至于為什么這么講?還得從九年義務(wù)教育講起。
根據(jù)物理學公式 P(功率)=U(電壓)*I(電流),想要提高充電功率途徑無非三條,提高電壓,或加大電流,以及兩者協(xié)同發(fā)力,以智能手機為例:
iphone4 輸出功率是 5V / 1A,對應(yīng)的功率就是 5W,1420mAh 電池容量,需要 5 個小時才能充滿電;
而現(xiàn)在 iQOO 10 Pro 的輸出功率為 20V / 10A,對應(yīng)的功率就是 200W,4700mAh 的電池容量,大概 12 分鐘就充滿了。
問題到了新能源汽車身上就復雜很多了。
手機電池承載的電流不過幾 A 就“為發(fā)燒而生”,而新能源汽車的動力電池承載電流可是它的幾百倍。
焦耳老師告訴我們,Q(熱量)=I2R(電阻)T(時間)。
系統(tǒng)功率額定時,一旦電流過大,不僅會造成很大的能量損耗,轉(zhuǎn)化效率也會大打折扣,這甚至可能會造成致命危機,很多新能源汽車之所以自燃,很大程度上就是因為電池熱失控轉(zhuǎn)為熱蔓延進而釀成事故或悲劇。
需要提醒的是,快充并不是貫穿充電的全過程,低壓大電流模式時,最大功率充電僅出現(xiàn)在 10%-20% 電量時段,而 800V 高壓模式下,最大功率快充可支持 30%-80% 電量時段。
高電壓模式下,快充時間段更長,充電效率更快,能量損耗更低,因此,“高電壓模式”成為快充的主流路線。
目前,目前主流電動汽車的電池容量在 50 度左右,常用直流快充樁是 400V 高壓平臺,峰值充電功率在 200kW 以下,充電時間需要一個小時,而 800V 高壓平臺,峰值充電功率可以達到 300-500kW,僅需 6-10 分鐘就能迅速補能,這相當于新能源汽車的一次小革命。
追求充電如“加油”一樣快,一直是新能源汽車界的目標,而 800V 高壓快充技術(shù)有望讓理想照進現(xiàn)實。
然而,理想很美好,現(xiàn)實很骨感。
首先,你得先有一輛搭載 800V 電氣架構(gòu)的新能源汽車,沒有的話,“充電 5 分鐘,續(xù)航 500 公里”跟你關(guān)系不大。
目前,支持 800V 高壓快充技術(shù)的車型基本都在 30 萬元以上,畢竟車內(nèi)很多東西都要重新研發(fā)設(shè)計,如電池包、電機逆變器、高壓連接器、熱管理器等,礙于成本限制,800V 高壓快充技術(shù)暫時難以在 30 萬元以下車型大規(guī)模應(yīng)用,大部分車主基本與之無緣。
30 萬元以上的市場相對來說,屬于小眾市場,如果僅僅局限于此,快充就將淪為少數(shù)人的特權(quán),也不利于新能源汽車的進一步普及。
其次,“好馬配好鞍”,光有車還不行,還需匹配相應(yīng)的超級充電樁,你才能享受快充服務(wù),現(xiàn)有的充電樁大部分都需要升級。
為了適配 800V 高壓快充的需求,充電樁需要承載更高的功率,這對充電樁核心部件 —— 充電模塊的安全性、穩(wěn)定性以及熱管理能力提出了更高的要求。
目前,國內(nèi)充電模塊以 20kW 小功率為主,搭建充電樁需要多個充電模塊并聯(lián),這種模式顯然無法滿足快充的需求,迫切需要迭代升級。
技術(shù)不是問題,華為自研的超級充電樁,最高可達 1000V,峰值功率為 600kW,難點在于成本,充電站是重資產(chǎn)投資,畢竟車企需要設(shè)計、建造和運營充電站。
理想汽車董事長李想曾經(jīng)算過一筆賬,建 3000 個超充站,需要 100 個小目標,每個站的建設(shè)成本大概是 340 萬元,這還是分布在高速公路沿線小型充電站,如果建設(shè)配備 16 根 600kW 的超快充電樁的大型超快充站的話,一個站點就是一個億的投資。
快充想要普及,降低快充站的建設(shè)成本和難度刻不容緩,這也是破題的關(guān)鍵。
最頭疼的問題還是對電源建設(shè)、配電網(wǎng)、電網(wǎng)運行控制等的挑戰(zhàn),即便以上都具備了,沒有電網(wǎng)容量的支持,一切都是白搭。
以小鵬 S4 超充樁為例,最高充電能力 480kW / 670A,因受電網(wǎng)容量限制,只支持單車充電可發(fā)揮 800V 車型的最高充電功率,高峰期多車同時充電則會出現(xiàn)功率分流。
電網(wǎng)擴容可是浩大工程,非車企或一己之力能辦到。
如果相關(guān)車型賣得好,快充樁等等配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)才會大規(guī)模建設(shè)。反之,如果這些車主無法享受快充的體驗服務(wù),800V 高壓快充技術(shù)也難以走進消費者心中。
根據(jù)《2022 中國電動汽車用戶充電行為白皮書》數(shù)據(jù)顯示,大部分用戶對充電時間很敏感,會優(yōu)先使用大功率充電設(shè)施,96% 的用戶會選擇快充樁。
充電路漫漫其修遠兮,吾將上下而求快充樁,想要實現(xiàn)“充電 5 分鐘,續(xù)航 500 公里”,我們還有很長的路要走,這既需要時間的積累,還需要全產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。
寫在最后
從目前來說,800V 高壓快充技術(shù)的出現(xiàn),確實打開了新能源汽車通往快充的之路,是未來的趨勢,這一點毋庸置疑。
但就目前而言,很難形成主導地位,一方面相關(guān)車型在市場上的占比微乎其微,另一方面充電樁升級、換代仍需假以時日,對于車主來說,“充電焦慮”的緩解更多是心理層面上的,看到了未來的希望。
就像智能手機一樣,從“充電十小時,通話二十分鐘”到“充電五分鐘,通話兩小時”,而現(xiàn)在就是這樣一個逐漸改變的過程。
這個過程中,充電效率確實會提升,但并不會質(zhì)的飛躍,快充補能速度依舊難以和換電匹敵,換電模式仍大有可為,尤其是解決了標準化、利益格局、安全等問題的情況下,將作為的充電模式的有效補充,兩者相輔相成,繼續(xù)進一步加速新能源汽車的普及。
未來有一天,“充電 5 分鐘,續(xù)航 500 公里”如果真的實現(xiàn),換電有可能會被邊緣化,不過,大概是更高電壓快充技術(shù)的功勞,而不是 800V 高壓快充技術(shù)的功勞。
簡言之,800V 高壓快充只是開始,或者說只是一個過渡,就像移動通信的 3G 時代,真正形成移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)是在 4G 時代。
本文來自微信公眾號:汽車通訊社 (ID:automobile-news),作者:老王
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