隨著新能源汽車的快速發(fā)展,市場的普及,越來越多的用戶在使用過程中,對新能源汽車的充電仍是一個頭疼的事情。
為解決充電焦慮,多家車企選擇高壓快充方式。保時捷Tycan是第一款800V快充車型,保時捷之后,比亞迪、東鳳嵐圖、吉利、小鵬等車企紛紛布局高壓快充賽道,小鵬G9成為首款800V高壓SiC車型。
快充功能正日漸成為新能源中高端車型的標配,快充技術(shù)也正成為動力電池制造商新一輪的競爭焦點。
高壓快充技術(shù)分析
目前市場有多種快充方案。充電時間由電壓和電流共同決定,對于充電樁而言:充電時間(h)=電池能量(kWh)/充電功率(kW)。因此,增大充電功率可以縮短充電時長,而充電功率由電壓和電流共同決定:功率(kW)=電壓(V)*電流(A)。所以想要縮短充電時間,有兩種方法:大電流、高電壓。
大電流模式:目前推廣程度低,特斯拉是代表。大電流充電過程中產(chǎn)生的熱量大幅增加,對汽車的散熱系統(tǒng)有更高的要求,且能量損失嚴重、轉(zhuǎn)化效率低,且需要使用更粗的線束。
高電壓模式:是車廠普遍采用的模式,除減少能耗、提高續(xù)航里程外,還有減少重量、節(jié)省空間等優(yōu)點。
由于大電流快充方式的劣勢明顯,目前高電壓成為了快充主要趨勢。高電壓架構(gòu)主要分為三類,純800V高壓快充成為主流。
800V高壓快充的關(guān)鍵技術(shù)
高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施:800V系統(tǒng)的成功應(yīng)用離不開高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的支持。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立了大量的800V高功率充電站,有效滿足了用戶的充電需求。這些充電站能夠提供高達350 kW的充電功率,使得用戶能夠在短時間內(nèi)完成充電,節(jié)省了大量的時間和充電成本。
SiC的應(yīng)用:構(gòu)建800V超充平臺的靈魂就是材料的革新,基于碳化硅的新型控制器,便引領(lǐng)著這一輪高壓技術(shù)的革命。SiC(碳化硅)是一種由Si(硅)和C(碳)構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體材料。Si材料中,為了改善伴隨高耐壓化而引起的導(dǎo)通電阻增大的問題,主要采用如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor : 絕緣柵極雙極型晶體管)等少數(shù)載流子器件(雙極型器件);但是卻存在開關(guān)損耗大 的問題,其結(jié)果是由此產(chǎn)生的發(fā)熱會限制IGBT的高頻驅(qū)動。SiC(碳化硅)材料卻能夠以高頻器件結(jié)構(gòu)的多數(shù)載流子器件(肖特基勢壘二極管和MOSFET)去實現(xiàn)高耐壓,從而同時實現(xiàn) "高耐壓"、"低導(dǎo)通電阻"、"高頻" 這三個特性。另外,帶隙較寬,是Si的3倍,因此SiC(碳化硅)功率器件即使在高溫下也可以穩(wěn)定工作。
先進的電池技術(shù):800V高壓快充電池系統(tǒng)采用了先進的鋰離子電池技術(shù),具有更高的能量密度和更快的充電速度。相比傳統(tǒng)400V系統(tǒng),800V系統(tǒng)的充電速度可提升50%以上,讓用戶能夠更快地完成充電并繼續(xù)行駛。此外,根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),800V系統(tǒng)能夠在短短15分鐘內(nèi)充電至80%以上的電量,為用戶節(jié)省寶貴的時間。
智能電池管理系統(tǒng)(BMS):800V系統(tǒng)配備了先進的BMS,通過實時監(jiān)測電池的狀態(tài)和溫度,確保充電和使用過程的安全性和穩(wěn)定性。BMS利用復(fù)雜的算法,實現(xiàn)對電池的精確控制,避免過度充電和過熱現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)數(shù)據(jù)研究,800V系統(tǒng)能夠提高電池壽命,延長使用時間,進一步提升用戶的體驗和滿意度。
高效熱管理系統(tǒng):800V系統(tǒng)采用了先進的熱管理技術(shù),如液冷和主動溫度控制,以有效控制電池的溫度。據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示,800V系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)400V系統(tǒng),能夠?qū)㈦姵販囟冉档?0°C以上,極大地減少了過熱風(fēng)險。這不僅提升了電池的安全性,還增加了電池的壽命和穩(wěn)定性。
800V高壓快充技術(shù)的爭議
然而,800V高壓充電技術(shù)在實際應(yīng)用中也存在一些爭議和挑戰(zhàn)。首先是安全性問題。由于高壓充電技術(shù)需要使用更高的電壓,如何保證充電過程中的安全性成為了一個必須解決的問題。其次是成本問題。目前,800V高壓充電技術(shù)的成本相較于傳統(tǒng)的低壓充電技術(shù)仍然較高,這也限制了其在市場上的普及。最后是電網(wǎng)容量問題。使用高壓充電技術(shù)需要更大的充電功率,并且需要與電網(wǎng)充分配合,但是目前電網(wǎng)容量普遍不足,在高峰期充電需求過大時可能會導(dǎo)致電網(wǎng)負荷過大,對電網(wǎng)造成不利影響。
800V高壓快充技術(shù)面臨的難題
除了上述爭議和挑戰(zhàn),800V高壓充電技術(shù)還面臨一些難題。首先是電網(wǎng)容量不足的問題。目前,電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)仍不完善,如何提升電網(wǎng)容量,滿足高壓充電技術(shù)的需求仍然是一個困擾行業(yè)的難題。其次是配電網(wǎng)設(shè)施不完善的問題。雖然高壓充電技術(shù)在提高充電功率方面具有優(yōu)勢,但現(xiàn)有的配電網(wǎng)設(shè)施并未完全適應(yīng)其要求,需要進行改進和升級。此外,由于高壓充電技術(shù)需要電網(wǎng)進行優(yōu)化控制,但是目前電網(wǎng)優(yōu)化控制的技術(shù)還不夠成熟,如何實現(xiàn)有效的控制也是一個需要解決的難題。
總結(jié)
總的來說,800V的潛力很大,高效補能也必定是未來的大方向,但需要企業(yè)去大量投入。也需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈積極升級,分析完所面臨的問題后就需要繼續(xù)開干了。
在我國,特高壓輸送技術(shù)的展望空間非常大,將來勢必會應(yīng)用到汽車補能領(lǐng)域,和高壓充電進行配合。電力容量問題就需要盡快解決,不然面對一個不斷壯大的汽車用電市場,基建設(shè)施跟不上,也會減緩電動車市場的擴張腳步。
目前,眾多自主品牌對于800V等一系列新技術(shù)的研究,一定會不斷豐富我們的技術(shù)積累,相信從2023開始,會突破一個又一個新能源時代的補能難題。
審核編輯:湯梓紅
-
新能源汽車
+關(guān)注
關(guān)注
141文章
10622瀏覽量
100077 -
MOSFET
+關(guān)注
關(guān)注
147文章
7234瀏覽量
214164 -
IGBT
+關(guān)注
關(guān)注
1268文章
3831瀏覽量
249927 -
快充技術(shù)
+關(guān)注
關(guān)注
39文章
438瀏覽量
138761 -
快充
+關(guān)注
關(guān)注
10文章
878瀏覽量
33181
原文標題:800V高壓快充的關(guān)鍵技術(shù)解析
文章出處:【微信號:線束專家,微信公眾號:線束專家】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論