电动车主流充电方式优劣比较

作者:开云手机APP入口 来源:开云综合官网app

所属分类:电动车充电站

发布日期:2024-02-10 12:37:49

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  目前在充电端,以蔚来为代表的换电模式,以特斯拉为代表的高电流模式,以及以传统高端OEM车型为代表的800V整车电压平台模式成为最主流的三个充电竞争路线V高压超快充被业内一致认为是最理想的技术路径和解决方案。

  超级充电站超级充电站是特斯拉的标志性产品,是特斯拉完全自主打造的快速充电网络。目前,全球已建成超级充电站401座,超级充电桩总数达2207个。

  特斯拉超级充电桩由一个充电器和两个充电桩组成,交流输入电压380伏,电流192安,DC输出功率125千瓦小时。这个输出功率远超于普通充电桩,给一个电池容量85kWh的Model S充电到80%电量只需要40分钟。虽然剩余的20%会因需要降低电流来保护电池而变慢,但从0到充满只需要75分钟。

  对于一辆搭载100kWh电量的电动汽车而言,在当前400V电压平台、250A电流下,需要30分钟才能充电30%至80%,而如果电压提升到800V左右,15分钟能实现电池充满,达到4C的效率,基本上能满足现阶段消费者的快充需求。

  800V整车电压平台是发展的新趋势,目前其实是受限于成本,这一块的工作更多的还要主机厂去推动。但从长期发展来看,如果800V整车电压平台能达到批量量产,成本将不升反降。

  保时捷和国内的部分车企(比亚迪、极狐、广汽埃安、岚图、小鹏、理想)也都在把电压平台给提升到800V甚至更高的水平,这样一来就能达到300-500kW的充电功率,以此来进一步压缩充电的时间。 主流车企800V高压超快充

  国内外目前常见的充电平台,基本都是采用了低电流、高电压的方式。其优点是,除了能大大降低发热现象外,还能进一步缩减线束的横截面积,减少重量,节省车内空间。随着SiC(碳化硅)产能的持续扩张以及全球首个800V高压平台车型保时捷Taycan正式推出,高压快充路线受到慢慢的变多主机厂的青睐。从现代、起亚等国际车企巨头到比亚迪、长城、广汽、小鹏等国内主机厂,已经相继推出或计划推出800V平台。公开资料显示,目前全球已推出或确定推出800V系统的汽车品牌多达20多家。

  2025年国内搭载800V高压架构的新能源汽车预计为99.9万辆,3年CAGR(复合年均增长率)达270.9%;全球搭载800V高压架构的新能源汽车预计达215.3万辆,3年CAGR达189.2%,届时800V行业市场规模有望达到324亿元;2030年这一数字或将摸高至878亿元。

  不过,巨大的市场空间背后,800V高压超快充的规模化应用依然面临着技术、标准、成本和商业化等诸多挑战。首先,整车应用高压系统要提升制造成本,采用更贵的半导体材料比如SiC、GaN等,衍生出来的成本分摊、充电计费等问题仍有待商榷和解决。

  目前还没有哪家公司能够将800V的成本降低到和现在400V接近或略高的水平。

  800V高压超快充还存在一些应用难题,比如基建配电容量和高峰分流问题。众所周知,配电网存在容量上限,一个区域内用电器越多,占用功率就越多,容量就会越紧张。800V高压超快充作为一个超大功率且不定时用电的存在,意味着配电网需要全天预留大容量,这势必会挤占其他用户的容量。

  按照规划,到2025年全国新能源汽车保有量将达到2000万辆至2500万辆,假设10%的车辆在同一时段进行快充,对电网的要求就会非常高。

  小鹏新一代800V超充站就配备储能技术,以使得车辆超充与电网容量解耦,其单个充电站储存的电量,最多能支持30辆车充电;广汽埃安在超充站中采用了光伏发电+智慧储能的组合;特拉斯的部分超充站亦配备了太阳能电池板顶棚和特斯拉电池储能设备Powerwall。

  3.800V超快充下,动力电池需要兼顾高能量密度和高功率密度,电芯一致性要求亦更高,对材料、电池结构和生产的基本工艺的挑战极大。车端800V平台要发挥出其效用,仍有待相关产业链、新能源汽车生态的进一步发展。

  4.在车辆开发过程中,小型紧凑型汽车电量较少,实现800V快充意义甚微,现有充电功率(50~120kW)已满足基本适用。对需要更高动力以及更快充电的车辆类型,则800V系统解决方案具备极其重大的现实意义

  早在2021年8月,工信部向社会征求意见,主要内容是针对无线充电的标准做规范。以便于日后无线充电产业的发展。这个标准包括手机等便携设备和新能源汽车(摩托车)两大类的无线充电规范。这个规范主要在3方面做技术规范:充电功率、使用频率、无线辐射的泄露限值。

  南宁中关村创新示范基地电瓶车智能无线充电站,由充电主机和智能无线充电带组成,一台主机可以同时为16辆电瓶车进行无线充电。主机铺设在一条“智能无线充电带”上,任何品牌型号的电瓶车,只需在脚踏板底部安装接收器就可以使用无线充电。

  充电时,车主需要将电瓶车停靠在充电带的对应位置,让脚踏板部位对准充电带,然后到主机处扫码就能开始充电,电费与传统有线充电的费用基本一致。有了这项技术,以后出门就不再需要携带电源适配器,充电过程电瓶车不会与电源直接连接,避免意外触电,或短路引发火灾等情况,安全性大幅提升。

  3月初,沃尔沃在瑞典为6台XC40RECHARGE纯电出租车,测试电池无线充电功能。这项无线充电技术由美国一家致力于研发汽车和运输行业的高功率感应式充电技术的公司提供。

  预计,对新能源汽车进行无线充电,或将很快在国内市场上出现。并且,由于无线充电技术能解决传统传导式充电面临的接口限制、安全问题等,其将逐渐发展成为电动汽车充电的主要方式。

  然而,随着研究的深入,许多核心问题与瓶颈要解决,例如高性能磁耦合机构设计问题、电磁兼容问题、能量传输鲁棒控制问题等,这样一些问题的解决对于动态无线供电技术的发展具有指导性作用。

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