隨著新能源汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，一直困擾著大家的續(xù)航里程焦慮逐漸得到解決，得益于電池密度的升級(jí)，目前市面上不少車型的續(xù)航里程都達(dá)到了600km以上，可以說一定程度上解決了消費(fèi)者的里程焦慮。
不過，目前續(xù)航里程的增加主要依靠的是增加電池密度，也就是說在電池包重量不變的情況下，電池的容量會(huì)越來越大，從過去最早的30kWh到現(xiàn)在的90kWh，甚至更高。
電池容量的增大，如果在充電功率不變的前提下，也就意味著充電時(shí)長的增加。如果說50kWh的電池用1-2小時(shí)便能充滿，換成一個(gè)90kWh的電池包，往往用時(shí)就要超過3個(gè)小時(shí)。
所以，新的問題產(chǎn)生了，當(dāng)我們對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航焦慮降低后，充電時(shí)長的焦慮又來了。
為了緩解這一現(xiàn)象，特斯拉、蔚來和小鵬等車企都推出了自己的超充系統(tǒng)，并且還在不斷擴(kuò)大規(guī)模。而8月底廣汽埃安發(fā)布的超級(jí)快充技術(shù)，包含超級(jí)快充電池和A480充電樁，再一次提升了超級(jí)快充的熱度，引起廣泛關(guān)注。
那么，這個(gè)可以讓用戶充電時(shí)間大大壓縮的超級(jí)快充，是噱頭還是黑科技，真的能解決用戶的充電等待焦慮嗎？
多家車企、動(dòng)力電池企業(yè)入場超級(jí)快充
廣汽埃安發(fā)布的6C超級(jí)快充技術(shù)，功率輸出不低于480kW技術(shù)，又一次引起了行業(yè)對(duì)超級(jí)快充的熱議。實(shí)際上除了廣汽埃安外，幾乎在所有車企規(guī)劃中，都開始布局超級(jí)快充車型以及相關(guān)技術(shù)研發(fā)了。
早在2019年，保時(shí)捷推出的Taycan(配置|詢價(jià))就能實(shí)現(xiàn)在800V直流充電樁充電的情況下，充電4分鐘，續(xù)航100km，15分鐘充電80%，是當(dāng)時(shí)早期布局超級(jí)快充車企的典型代表。
特斯拉的第三代超級(jí)充電樁，最大充電功率達(dá)到250kW，相比第二代的150kW有非常巨大的提升。使用第三代超級(jí)充電樁，Model 3(配置|詢價(jià))長續(xù)航版可以在5分鐘左右補(bǔ)充120km續(xù)航里程，部分車型在峰值功率的狀態(tài)下，15分鐘可獲得約250km續(xù)航里程。
馬斯克曾在推特上透露，未來會(huì)對(duì)超級(jí)充電樁網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)，將充電功率進(jìn)一步提升到300kW。從特斯拉對(duì)外公布的數(shù)據(jù)顯示，其在國內(nèi)開放使用的超級(jí)充電站數(shù)量超過900座，超級(jí)充電樁數(shù)量超過7000個(gè)樁，特斯拉充電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋國內(nèi)超過330座城市。
而國內(nèi)的車企也沒有落后，小鵬汽車最近就宣布，在高速上建設(shè)了首批11個(gè)高速超級(jí)充電站，首批上線運(yùn)營的充電站輸出功率為180kW，能為小鵬車主快速補(bǔ)充續(xù)航里程。
數(shù)據(jù)顯示，目前小鵬汽車已經(jīng)在全國各地上線了298個(gè)品牌超級(jí)充電站，以及1457個(gè)免費(fèi)充電站，覆蓋主要交通樞紐、商業(yè)中心、旅游景點(diǎn)、高速公路服務(wù)區(qū)等場景。
另外，蔚來汽車在全國也已經(jīng)擁有超過200座品牌超級(jí)充電站以及350座品牌換電站，是目前造車新勢(shì)力中數(shù)量最多且建設(shè)速度最快的品牌。
此外，還有吉利、長安、奧迪、大眾、寶馬、PSA和現(xiàn)代等新能源車車企都已對(duì)外宣稱入局超級(jí)快充，實(shí)現(xiàn)幾百千瓦級(jí)的超級(jí)充電速度。
值得一提的是，動(dòng)力電池企業(yè)蜂巢能源在今年的上海車展首次對(duì)外公布了其全新的快充技術(shù)和對(duì)應(yīng)的電芯，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，行駛400km，接近特斯拉V3超充樁的2倍，續(xù)航接近燃油車一箱油的行駛里程，預(yù)計(jì)在2023年Q2季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
據(jù)現(xiàn)場的技術(shù)人員介紹，這款超級(jí)快充的技術(shù)創(chuàng)新主要包括，正負(fù)極材料運(yùn)用了最新技術(shù)，并且電解液采用含硫添加劑/鋰鹽添加劑等低阻抗添加劑體系，降低正負(fù)極界面成膜阻抗。
寧德時(shí)代也沒有落后，提前為超級(jí)快充技術(shù)布局，推出了自主研發(fā)的快充型電芯，充電速度提升一倍，可實(shí)現(xiàn)15分鐘充電80%。
充電樁企業(yè)當(dāng)然不會(huì)錯(cuò)過這個(gè)好機(jī)會(huì)，星星充電、特來電、智慧充電樹等充電樁企業(yè)也推出了大功率充電樁，不僅達(dá)到充電效率提升，而且還降低了電能損耗。
眾多企業(yè)紛紛入場超級(jí)快充，也讓它成為香餑餑。
高壓快充車型增多，超級(jí)快充迎來發(fā)展新時(shí)代
無可厚非，充電時(shí)間長痛點(diǎn)的存在，使得超級(jí)快充勢(shì)必會(huì)成為未來新能源汽車研究的重點(diǎn)方向與發(fā)展方向。
中國科學(xué)院院士歐陽明高在2021年電動(dòng)汽車百人會(huì)組織的研討會(huì)上提到，要解決充電時(shí)間長難題，需要更大功率的快充技術(shù)，超級(jí)快充是大勢(shì)所趨，行業(yè)需要推進(jìn)新能源汽車采用≥800V的更高電壓平臺(tái)。
為了更徹底的解決電動(dòng)汽車充電時(shí)間長這一“癥結(jié)”，越來越多的企業(yè)建立800V高壓平臺(tái)搭配超級(jí)快充，從而更好解決這一“頑疾”，同時(shí)車企也推出更多應(yīng)對(duì)高壓快充功能的車型。
其中就包括吉利浩瀚架構(gòu)下首款車型極氪001，采用了800V高壓系統(tǒng)，支持大功率直流快充，從30%到80%的時(shí)間，只需要25分鐘；此外還提供極氪專屬的360kW極充樁，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘，續(xù)航120km。目前，極氪能源品牌“極能”旗下極充站、超充站正式在杭州落成，將于交車后正式開啟運(yùn)營。
而最近廣汽埃安推出的AION V(配置|詢價(jià)) Plus也會(huì)搭載超倍速電池技術(shù)和配套的A480超級(jí)充電樁，相比于傳統(tǒng)電池包300-600V的電壓，搭載在AION V Plus上的電池包電壓可以達(dá)到880V，在與配套的A480超級(jí)充電樁配合時(shí)，最大輸入電壓能達(dá)到1000V，最大電流能達(dá)到500A，最高充電功率能達(dá)到480kW。
嵐圖汽車也發(fā)布了量產(chǎn)的800V高壓超級(jí)快充，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400km，為解決新能源汽車用戶里程和補(bǔ)能焦慮提供“最優(yōu)解”。
此外，在今年的上海車展，現(xiàn)代基于E-GMP專用平臺(tái)打造的IONIQ 5，擁有400V/800V寬電壓超高速充電功能以及3.6kW大功率車載對(duì)外供電功能。
除了車企之外，零部件端巨頭企業(yè)也紛紛開始布局。高壓技術(shù)已初步完備，相關(guān)部件預(yù)計(jì)將在2021年開始實(shí)現(xiàn)行業(yè)量產(chǎn)，如采埃孚表示將于今年在中歐量產(chǎn)800V功率電子，華為、博格華納、匯川技術(shù)等陸續(xù)發(fā)布800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；保時(shí)捷Taycan已經(jīng)應(yīng)用了800V PTC；翰昂系統(tǒng)的電動(dòng)壓縮機(jī)可覆蓋到800V電壓。
雖然超級(jí)快充尚處于初步發(fā)展階段，仍面臨著諸如零部件替換升級(jí)、電源電池安全性難題、瞬間功率造成的電網(wǎng)沖擊、換電與其他充電方式替代等挑戰(zhàn)，但我們?nèi)詿o法阻擋其發(fā)展的步伐，超級(jí)快充正迎來發(fā)展新時(shí)代。
建設(shè)超級(jí)充電樁需要解決諸多問題
當(dāng)電動(dòng)車的續(xù)航里程飛速提升，電池的能量密度已經(jīng)不再是急需解決的問題，于是提高電池的功率密度就成為當(dāng)下首要任務(wù)，所以我們就看到了當(dāng)下各種快充、超充技術(shù)。
我們從廣汽埃安推出的這套超級(jí)快充系統(tǒng)可以看出，其核心是由超倍速電池技術(shù)和配套的A480超級(jí)充電樁所組成。也就是說，如果想要全面實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充的普及，就需要有配套的電池技術(shù)和超級(jí)充電樁，二者相輔相成。
事實(shí)上，建設(shè)超級(jí)充電樁并不是一件容易的事，仍然會(huì)面臨很多挑戰(zhàn)。
首先是基礎(chǔ)設(shè)施方面，我們都知道，目前的快充功率可達(dá)到350kW，這對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)瞬時(shí)負(fù)擔(dān)很大，可能會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時(shí)由于基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)及鋪設(shè)的滯后可能對(duì)超快充的推廣帶來一定的影響，特別是一些用電量較大的商場、小區(qū)等。
一般來說，快充采用的是直流充電，基本上都是公共設(shè)施，這樣，不同的廠家應(yīng)采用相同的充電協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能使得公共設(shè)施更好的通用，而目前很多企業(yè)的充電協(xié)議都是不統(tǒng)一的。
另外是充電費(fèi)用和使用率問題，一般情況下，家庭還是大多會(huì)選擇慢充，之所以選擇快充是因?yàn)榧依餂]有充電樁，選擇超級(jí)快充或許是時(shí)間緊急的情況下。
拿特斯拉的超級(jí)快充舉例來說，特斯拉V2充電樁20%充到80%基本在半小時(shí)以內(nèi)，V3在20分鐘以內(nèi)可以搞定，超級(jí)快充雖然充電速度較快，但是費(fèi)用也會(huì)相對(duì)較高。
有車主表示，如果不著急選擇晚上在家充，僅3毛多錢一度電，家充一個(gè)月電費(fèi)100元左右，而超充一次就需要將近100元，這顯然是很貴了，并且還有停車費(fèi)，全算下來成本也是很高的，如果不是有著急的事情，一般不會(huì)選擇使用超級(jí)快充。
其實(shí)以上案例并不少見，我們?cè)诔潆姌妒褂寐首咴L中也發(fā)現(xiàn)，超級(jí)充電樁的使用率還是很低的，很多車主表示目前超級(jí)充電樁速度很快，但充電費(fèi)用還是偏貴，平時(shí)出行還是以家充為主。
這就導(dǎo)致超級(jí)充電樁的利用率大大降低，也會(huì)對(duì)盈利造成影響，這也是急需要解決的問題，基礎(chǔ)設(shè)施的影響。
配套電池技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充的必要條件
超級(jí)充電是公共充電樁的發(fā)展趨勢(shì)，除了充電樁，也需要?jiǎng)恿﹄姵丶夹g(shù)的配合，現(xiàn)階段動(dòng)力電池大多難以承受超大功率充電帶來的損害。
而解決方式主要是負(fù)極材料應(yīng)用添加二次造粒及炭化工序的人造石墨、石墨烯，以提升快充性能，以及對(duì)電池包進(jìn)行加熱避免低溫充電。
在超級(jí)快充過程中，隨著電池電壓的升高，對(duì)車載的電力電子的功率器件是新的挑戰(zhàn)，技術(shù)的限制，只有部分國外的廠商能提供相關(guān)的產(chǎn)品，這對(duì)專利及整車的成本上均是挑戰(zhàn)。同時(shí)，電壓等級(jí)的升高對(duì)高壓電氣安全也需要進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估。
另外，快速充電的電流很大，電池及充電系統(tǒng)的發(fā)熱量大，對(duì)車輛的熱管理系統(tǒng)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，提高熱管理的效率，探索直接冷卻在車上的使用及非車載冷卻系統(tǒng)等均是可能的挑戰(zhàn)。
對(duì)于電池來說，快速充電倍率大，對(duì)電池的壽命影響大，探索對(duì)電池內(nèi)阻的降低，對(duì)正負(fù)極材料的進(jìn)一步優(yōu)化等，是對(duì)電池開發(fā)的挑戰(zhàn)。
所以說，要想實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充的快速發(fā)展，配套的電池技術(shù)也要跟進(jìn)。
使用超級(jí)快充，很多人都會(huì)擔(dān)心損壞汽車電池。那么，超級(jí)快充到底會(huì)不會(huì)毀壞電池呢？
其實(shí)，在為電動(dòng)汽車充電時(shí)，電動(dòng)汽車上的電池管理系統(tǒng)BMS會(huì)估算動(dòng)力鋰離子電池組的充電狀態(tài)，并根據(jù)電池組的狀況自動(dòng)調(diào)整充電電流至確保SOC保持在合理水平。
在此范圍內(nèi)，可以防止由于過度充電或過度放電而損壞電池，因此無需過多擔(dān)心快速充電對(duì)電池造成的損壞。
簡單來說，快充時(shí)電池管理系統(tǒng)BMS通過調(diào)整電池內(nèi)電子的均衡性、電池溫度、充電電壓及電流等方面因素，使電池組不會(huì)受到過多的損傷，也就是說在電池組保修周期內(nèi)，純電動(dòng)車車主可放心使用快充充電。
不過，需要注意的是，快充作為車輛能量補(bǔ)充的一種方式，在一定時(shí)間上面能夠解決車輛的充電時(shí)間的問題，減少充電的焦慮和續(xù)航里程的焦慮，對(duì)于快充而言，長期使用快速充電樁給電動(dòng)車充電的話，也會(huì)在一定程度上減少電池壽命。
因?yàn)榭斐鋵?duì)于電池的質(zhì)量要求很高，而且大電流下的電池的反應(yīng)條件過于苛刻劇烈，偏離平衡態(tài)較遠(yuǎn)，對(duì)于電池的壽命有較大的損失，安全系數(shù)會(huì)明顯下降，但是隨著電池技術(shù)的提升，相信這個(gè)問題也會(huì)很快得到解決。
總結(jié)
快速充電讓人看到解決充電時(shí)間問題的曙光，但是其發(fā)展也不是一蹴而就的，基礎(chǔ)設(shè)施，電網(wǎng)，電池技術(shù)，車載配套電氣設(shè)備等都要考慮進(jìn)去，雖然實(shí)施起來并不容易，但對(duì)純電動(dòng)汽車行業(yè)來說也是必須要攻克的難題?？梢灶A(yù)見，隨著更具有競爭力快充技術(shù)的到來，國內(nèi)電動(dòng)汽車也將會(huì)迎來新一波的爆發(fā)上升。
來源：新浪汽車
評(píng)論