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超充車型成本尚高:如何實(shí)現(xiàn)“充電5分鐘,續(xù)航200公里”?

2022-09-10
來源:潛力變實(shí)力
關(guān)鍵詞: 快充 電動(dòng)汽車 小鵬

快充”指的是網(wǎng)購(gòu)一族網(wǎng)上全國(guó)移動(dòng),、聯(lián)通、電信話費(fèi),、Q幣,、各種游戲點(diǎn)卡等官方快速充值,商家都是用的自動(dòng)充值系統(tǒng),,直接對(duì)應(yīng)的淘寶的接口,,只要是買家付了款,不管掌柜在不在線,,軟件都會(huì)7*24小時(shí)為您所填的號(hào)碼進(jìn)行自動(dòng)充值,,1到10分鐘到賬,一般都在3分鐘左右就到賬了,。

1 一般情況下快充相對(duì)于慢充(48-72小時(shí)不定時(shí)到賬)的價(jià)格要稍微高,,但有時(shí)一些淘寶賣家做活動(dòng)或沖鉆不賺錢的情況下,快充也很便宜,。2 充值軟件在充值的時(shí)候,,會(huì)在軟件帳戶余額扣除充值的成本。3 快充速度快(個(gè)別一般在30秒內(nèi)會(huì)為您所填的號(hào)碼進(jìn)行充值可謂秒充),。

“充電5分鐘,,續(xù)航200公里”。

幾乎在兩年前,,這是電動(dòng)汽車不敢想象的能力,,但是今天,這個(gè)賣點(diǎn)已經(jīng)頻繁登上小鵬汽車,、廣汽埃安,、理想汽車、比亞迪等大量車企的宣傳海報(bào),。

8月中旬,,小鵬S4超快充首樁上線,這家公司表示,,今年9月上市的小鵬G9可實(shí)現(xiàn)“充電5分鐘,,續(xù)航200+公里”。此外還有廣汽埃安2023款A(yù)ION V Plus,、極狐阿爾法S華為HI版等都卷進(jìn)了超快充領(lǐng)域,。

發(fā)生了什么?電動(dòng)車電池充電的原理不復(fù)雜,就像一個(gè)蓄水池,水壓越大,,蓄滿水的時(shí)間就越短,,電池充電類似,但區(qū)別在于,,電動(dòng)車電壓的增加,、充電過程中的散熱、絕緣,、電池的承載能力,,都是要翻越的技術(shù)大山。而新能源車到今天,,從400V電壓平臺(tái)升壓到800V,,快充電池以及其他零部件的能力也都開始成熟,。

電動(dòng)汽車的致命短板就是補(bǔ)能效率,,如果可以實(shí)現(xiàn)5分鐘補(bǔ)足200公里續(xù)航,那無疑大大拉近了與汽油加注效率的差距,。小鵬汽車掌舵人也因此放言,,“要用超快充取代10萬元以下燃油車”。

但這話似乎說早了,,高壓快充不是技術(shù)單點(diǎn)的命題,,車端零部件配套雖然趨于齊全,但充電設(shè)施的鋪就,、車輛成本的陡增,,以及國(guó)家電網(wǎng)的支持等,都是橫亙?cè)诔淦占爸飞系钠琳稀?/p>

汽車產(chǎn)業(yè)鏈從來沒有一蹴而就過,,突飛猛進(jìn)的動(dòng)力電池行業(yè),,今天依然深陷在原材料短缺的泥潭,補(bǔ)能更是一個(gè)一環(huán)扣一環(huán)的產(chǎn)業(yè)化落地工程,。

超充車型成本尚高

談?lì)嵏策€為時(shí)尚早,。盡管比亞迪、極氪,、嵐圖,、長(zhǎng)安汽車、長(zhǎng)城汽車等多家車企均已官宣布局800V高壓平臺(tái),,但現(xiàn)階段,,真正落地或接近落地的超快充車型還不多。

除了布局較早的特斯拉車型和保時(shí)捷Taycan,,基本也就是前文提到的極狐阿爾法S,、埃安AION V Plus、小鵬G9等,即便是這些車型,,也只有個(gè)別版本能實(shí)現(xiàn)超快充,。

以剛剛上市的AION V Plus為例,只有“極速快充版”的車才能在特定的超充樁上,,實(shí)現(xiàn)5分鐘從30%充到80%,。小鵬G9也是類似的情況,只有高配版才能5分鐘充滿200公里,,另一版超快充版車型是5分鐘增加130公里,。

“5分鐘即走”的充電體驗(yàn)已經(jīng)接近燃油車,為何車企不全系鋪開,、加大推廣?形成掣肘的是成本,。

領(lǐng)先于市場(chǎng)的超快充技術(shù),首先電池性能要做到極致,,業(yè)內(nèi)雖然已經(jīng)用多條技術(shù)路線提升了電池的充放電倍率,,也克服了極速充電中電池散熱、絕緣等技術(shù)難題,,但這樣的電池成本也偏高,。有產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告顯示,超快充電池的成本會(huì)上升5%,,這還是規(guī)?;蟮乃健?/p>

其次,,為提升充電功率,,業(yè)內(nèi)多采用800V高壓的技術(shù)路線,相比于特斯拉堅(jiān)持的大電流路線,,800V平臺(tái)下電池?zé)峁芾淼膲毫ι孕?,但挑?zhàn)在于,它會(huì)涉及整車系統(tǒng)架構(gòu)的升級(jí)改造,,這會(huì)對(duì)不少車輛零部件和元器件提出更高要求,,也會(huì)給研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造增加一定的成本。

一個(gè)較為外界熟知的例子是功率半導(dǎo)體,。在當(dāng)下常用的400V平臺(tái)中,,常規(guī)的硅基IGBT便可以滿足需求,但升級(jí)到800V平臺(tái)之后,,硬件耐壓等級(jí)和開關(guān)損耗要求提升,,碳化硅MOSFET成為性價(jià)比更高的選擇。

能在1~5h內(nèi)使蓄電池達(dá)到或接近完全充電狀態(tài)的一種充電方法,。常用于牽引用蓄電池需要在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)完全充電狀態(tài)時(shí)的充電,。蓄電池的正常充電耗時(shí)約10~20h,,如何能快速充電而不損害蓄電池的性能和壽命,是人們關(guān)注的熱門研究課題,。

1,、輸出電壓設(shè)定好后(例如36V),若被充電瓶極板脫落斷開,,造成某組電池不通,,或出現(xiàn)短路,則電瓶端電壓即降低或?yàn)榱?,這時(shí)充電器將無輸出電流,。2、若被充電瓶電壓偏離設(shè)定電壓,,如設(shè)定電壓為36V,,誤接24V、12V,、6V電瓶等,,充電器也無輸出電流,若設(shè)定為24V誤接為36V電瓶,,由于充電器輸出電壓低于電瓶電壓,,因而也不能向電瓶充電,。

2,、充電器兩輸出端若短路時(shí),由于充電器中可控硅SCR的觸發(fā)電路不能工作,,因而可控硅不導(dǎo)通,,輸出電流為零。

3,、若使用時(shí)誤將電瓶正負(fù)極接反,,則可控硅觸發(fā)電路反向截止,無觸發(fā)信號(hào),,可控硅不導(dǎo)通,,輸出電流為零。

4,、采用脈沖充電,,有利于延長(zhǎng)電瓶壽命。由于低壓交流電經(jīng)全波整流后是脈動(dòng)直流,,只有當(dāng)其波峰電壓大于電瓶電壓時(shí),,可控硅才會(huì)導(dǎo)通,而當(dāng)脈動(dòng)直流電壓處于波谷區(qū)時(shí),,可控硅反偏截止,,停止向電瓶充電,,因而流過電瓶的是脈動(dòng)直流電。

5,、快速充電,,充滿自停。由于剛開始充電時(shí)電瓶?jī)啥穗妷狠^低,,因而充電電流較大,。當(dāng)電瓶即將充足時(shí)(36V電瓶端電壓可達(dá)44V),由于充電電壓越來越接近脈動(dòng)直流輸出電壓的波峰值,,則充電電流也會(huì)越來越小,,自動(dòng)變?yōu)殇噶鞒潆姟.?dāng)電瓶?jī)啥穗妷罕怀涞秸鬏敵龅牟ǚ遄畲笾禃r(shí),,充電過程停止,。經(jīng)試驗(yàn),三節(jié)電動(dòng)車蓄電池36V(12V/12Ah三節(jié)串聯(lián)),,用該充電器只需幾個(gè)小時(shí)即可充滿,。

報(bào)道稱,在本周公布的一份報(bào)告中,,研究人員說,,他們發(fā)現(xiàn)了一種在短短10分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車電池充電高達(dá)90%的方法??茖W(xué)家們說,,這種方法進(jìn)入市場(chǎng)可能還需要5年時(shí)間,但其標(biāo)志著一種根本性轉(zhuǎn)變,。

這項(xiàng)研究的主要作者,、愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家埃里克·杜費(fèi)克說:“目標(biāo)是非常非常逼近你在加油站看到的(加油時(shí)間)?!?/p>

目前,,汽車制造商和公共充電站使用多種充電器,這些充電器提供不同水平的充電時(shí)間,。

報(bào)道指出,,交通部門稱,最慢的充電器——被稱為一級(jí)充電器——能在40至50個(gè)小時(shí)內(nèi)為電動(dòng)汽車電池充滿電,。其中一些速度最快的充電器——被稱為直流充電器——能夠在20分鐘到1小時(shí)內(nèi)為電池充電高達(dá)80%,。

特斯拉公司稱,該公司龐大的超級(jí)充電網(wǎng)絡(luò)可以在15分鐘內(nèi)為電池充上足夠行駛200英里(約合320公里)的電量,。但該充電網(wǎng)絡(luò)所使用的設(shè)備使其無法被其他電動(dòng)汽車使用,。

報(bào)道稱,過去十年,,對(duì)超級(jí)充電電動(dòng)汽車的追逐一直面臨障礙,。問題在于如何取得一種微妙平衡:努力更快地為電動(dòng)汽車電池充電,,但同時(shí)又不能充電太快,以防對(duì)電池造成長(zhǎng)期損害或促使電池爆炸,??茖W(xué)家們說,給電池充電太快會(huì)造成破壞,,縮短電池壽命并降低電池性能,。

馬里蘭大學(xué)能源研究機(jī)構(gòu)馬里蘭能源創(chuàng)新研究所主任埃里克·瓦克斯曼說:“有一些電池,當(dāng)你剛拿到手時(shí),,它們很棒,,但經(jīng)過幾年或幾個(gè)充電周期,它們的性能就不如從前了,?!?/p>

為解決這一問題,杜費(fèi)克及其團(tuán)隊(duì)利用機(jī)器學(xué)習(xí)查明電池在快速充電時(shí)的老化情況,。研究人員訓(xùn)練他們的算法分析2萬至3萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),,這些數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示電池的充電情況以及電池是否老化或退化。

杜費(fèi)克說,,他們找到的方法可以在10分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車電池充電高達(dá)90%,,但他們希望做得更好。在接下來的5年里,,杜費(fèi)克團(tuán)隊(duì)將努力找到一種方法,,使得每分鐘的充電量足夠電動(dòng)汽車行駛長(zhǎng)達(dá)20英里,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前性能一流的超級(jí)充電器的表現(xiàn),。

杜費(fèi)克說:“我認(rèn)為我們可以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),?!?/p>



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