未來(lái)幾年是企業(yè)品牌向上、服務(wù)升級(jí)的最佳時(shí)間窗口期,縮短充電時(shí)間、提升車(chē)輛能效將是提升消費(fèi)體驗(yàn)的重要方式。
全面研究支撐800V車(chē)型所需要的技術(shù)與產(chǎn)品、評(píng)估大功率充電場(chǎng)站建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式、討論車(chē)樁網(wǎng)端協(xié)同發(fā)展解決方案,將為推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)高質(zhì)量發(fā)展提供重要支撐。
在此背景下,電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)舉辦了“電動(dòng)汽車(chē)高壓平臺(tái)發(fā)展路徑與產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建研討會(huì)”,重點(diǎn)探討800V高壓平臺(tái)架構(gòu)、大功率充電技術(shù)的發(fā)展路徑,及其產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建。
1 大功率高壓快充催化汽車(chē)/電力兩側(cè)技術(shù)創(chuàng)新
充電行業(yè)將成為引領(lǐng)電動(dòng)化新一輪創(chuàng)新的重要?jiǎng)恿?,目?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">最值得關(guān)注的就是大功率高壓快充。
電動(dòng)化加速趨勢(shì)越來(lái)越明顯,2022年電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)計(jì)將超過(guò)500萬(wàn)輛,兩年內(nèi)很可能達(dá)到千萬(wàn)輛級(jí)的規(guī)模。
經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)的電池、器件、充電等關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新空間仍然巨大,未來(lái)引領(lǐng)深刻變革的技術(shù)將持續(xù)出現(xiàn)。
優(yōu)先技術(shù)落地的保時(shí)捷800V系統(tǒng)
尤其電力行業(yè)和汽車(chē)行業(yè)過(guò)去一直是兩個(gè)軌道運(yùn)作,汽車(chē)零部件技術(shù)與充電技術(shù)的發(fā)展協(xié)同度不高,大功率高壓快充的出現(xiàn)實(shí)際是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和電力行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的重要體現(xiàn)。
大功率高壓快充需要兩側(cè)技術(shù)創(chuàng)新。在汽車(chē)側(cè),零部件要高壓化,并保障安全性與供應(yīng)鏈穩(wěn)定。在電力側(cè),涉及到大功率充電規(guī)模化普及、充電設(shè)備高壓化與成本控制。
所以,電池、充電設(shè)備等都面臨著技術(shù)創(chuàng)新和降成本的挑戰(zhàn),車(chē)側(cè)和充電側(cè)協(xié)同發(fā)展,大功率充電才會(huì)走得可持續(xù)。
大功率高壓快充網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式與標(biāo)準(zhǔn)體系需要探討。構(gòu)建開(kāi)放、社會(huì)化的快充網(wǎng)絡(luò)更有利于車(chē)樁匹配,以及電力、土地、設(shè)備等資源的高效利用。
同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)體系是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大助推器,大功率充電標(biāo)準(zhǔn)要符合適配、安全的基本要求,也要為未來(lái)電壓等級(jí)提升、技術(shù)創(chuàng)新預(yù)留空間。
2 國(guó)內(nèi)外加速800V車(chē)型&480kW+充電布局
國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)800V車(chē)型量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)在2023年-2025年,會(huì)優(yōu)先搭載在中高端車(chē)型,然后逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
系統(tǒng)電壓提升、碳化硅等器件的應(yīng)用,除了縮短充電時(shí)間,還能大幅改進(jìn)整車(chē)動(dòng)力性能與綜合效能。
高壓除了能加快充電速度,也伴隨著效率、加速性能的提升。2021年發(fā)布的搭載華為高壓動(dòng)力系統(tǒng)的某B級(jí)四驅(qū)車(chē),能輕松實(shí)現(xiàn)3.5秒的百公里加速、NEDC效率提升了3.5%、整車(chē)?yán)m(xù)航提升了5%。
車(chē)端800V平臺(tái)開(kāi)發(fā)要做高壓部件選型和匹配,包括電池系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、功率器件等。
比亞迪、華為、孚能、英飛凌等企業(yè)圍繞著電機(jī)電控、電池、空調(diào)壓縮機(jī)、碳化硅等高壓零部件產(chǎn)業(yè)鏈積極布局;
一汽、廣汽、長(zhǎng)城等車(chē)企同步開(kāi)發(fā)800V車(chē)型與480kW+大功率充電樁。
此外,2021年廣汽埃安已發(fā)布了超倍速充電的電池技術(shù)體系、高壓平臺(tái)車(chē)型和高壓大功率480kW超充樁。
另一方面,在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),IGBT與碳化硅器件會(huì)在不同額定功率和開(kāi)關(guān)頻率的應(yīng)用場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)共存。四驅(qū)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基于性價(jià)比考慮,目前前驅(qū)配置IGBT模塊仍然是主流,后驅(qū)會(huì)考慮搭載碳化硅模塊。
2020年前建設(shè)的充電網(wǎng)絡(luò)正陸續(xù)開(kāi)展存量改造、技術(shù)升級(jí),新建充電網(wǎng)絡(luò)會(huì)兼容高電壓平臺(tái)需求。受?chē)?guó)標(biāo)制約和市場(chǎng)需求影響,目前國(guó)內(nèi)普遍充電功率在120kW左右。
我國(guó)投建的充電樁電壓等級(jí),從2016年之前以500V為主;到2017-2019年為750V;再到2020年以后上升到1000V。
公共快充站電壓等級(jí)的提升,既要考慮當(dāng)前主流車(chē)型充電需求、充電場(chǎng)站利用率,還要考慮未來(lái)車(chē)型發(fā)展方向和功率發(fā)展趨勢(shì)。
目前800V車(chē)型保有量少,單獨(dú)建大功率充電站點(diǎn)利用率會(huì)比較低。行業(yè)內(nèi)普遍按照大功率充電+普通快充的高低搭配組合,來(lái)滿足全車(chē)型的充電需求。
將存量充電場(chǎng)站的常規(guī)充電樁逐步改造升級(jí)為大功率充電樁,結(jié)合功率智能柔性分配技術(shù),能兼顧現(xiàn)在需求和未來(lái)發(fā)展,并提升場(chǎng)站功率池利用率與運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性。
3 探索高壓快充系統(tǒng)新方案
800V車(chē)型和大功率充電的推進(jìn)也存在車(chē)樁網(wǎng)端協(xié)同瓶頸,參會(huì)嘉賓呼吁標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式的全面升級(jí)。
車(chē)型開(kāi)發(fā)
一是電池系統(tǒng)安全與全氣候熱管理挑戰(zhàn):