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四问新能源车补能:800V是唯一解吗
2024-01-03 15:40:43  出处:雷峰网  作者:虞超 编辑:若风     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

如今智能汽车的大行其道,让许多人已然忘记了,电动汽车原本是一种比传统汽车更早出现的交通工具。

1831年,法拉第发明了电动机,三年后的1834年,美国人达文波特发明了世界上第一辆电动汽车,电池采用了玻璃封装的蓄电池,不可充电,时速为6km/h。

四问新能源车补能:800V是唯一解吗

1859年,法国人盖斯腾普朗特发明了铅酸蓄电池,蓄电池开始为今后汽车的用电创造了条件。

1881年,法国工程师古斯塔夫特鲁夫制造了第一辆铅酸电池三轮电动车,电动车终于可以充电了。

1896年,Hartford Electric Light 公司提议铺设充电基础设施,让电动汽车可以更换电池,就像燃油车加油一样方便。

1897年,全新的电动出租车开始走向纽约街头,电动汽车第一次开始商用。

不过好景不长,随着内燃机技术的进步,发动机功率越来越大,石油开采和冶炼技术的成熟也让燃油价格一路下探,而电动汽车受制于续航里程较短且充电时间较长等短板,于20世纪2、30年代开始逐渐进入“冬眠期”。

时隔近一个世纪,新能源汽车强势崛起,可补能效率也再度成为制约行业发展的“阿喀琉斯之踵”。只不过如今的电动汽车厂家也逐渐摸索出了新的解决路径——800V高压充电技术,并且小鹏、理想、极狐、智己、极氪、比亚迪、奔驰等众多厂家都进入了这一赛道。

什么是800V?

目前,新能源汽车与燃油车之间最大的差距就在补能效率上,无论是燃料电池、换电技术还是插混式、增程式汽车,都是为了解决这一问题而出现的。但对于纯电汽车而言,目前最直接的解决方法,就是提升充电速度。

根据中学物理公式P=UI可以得知,充电功率P想要更高,要么提高电压U,要么加大电流I。但根据焦耳定律Q=I?Rt,电流I提升的同时,热量Q会以几何级数增长。许多智能手机厂家推出的各种“超级快充”技术,动辄十来分钟满电,很多就使用了低电压+大电流的充电方式,电池发热明显。

而这种技术电动汽车之上,后果将是灾难性的,不仅电池的散热方案会“压力山大”,且在高温之下,电机的永磁体甚至可能退磁。因此想提升充电效率,也仅剩下提高电压这一路径。

而碳化硅技术的逐渐成熟,也让电动汽车的各种功率器件耐高压能力有了保证,充电速度出现了质的提升。

四问新能源车补能:800V是唯一解吗

2019年,保时捷推出了采用800V高压电气系统的纯电车型--Taycan,能在22.5分钟的时间里,把93.4kWh的电池从5%充到80%。国内各厂家后续推出的800V车型,也能轻松在15分钟内,将电池充至80%。

当然,800V的优势还不止于此。

如果800V电压的电池搭配800V的电机,免去了其中的高低压转换,那么损失的能量也会更小,续航里程也因此得到提升。

而电压的提升也会让电流减小,原本为了防止大电流而使用的线束材料和壳体也可以减轻,体积和重量都会相应减少,电路内阻的损耗也会降低。

800V是否存在“真伪”之说?

真正接触过一些800V车型的人,往往会对这一概念有所怀疑。因为仔细看相关车型的充电桩,往往会发现有些厂家的额定电压不足800V,有些则超过800V。

800V是否存在“真伪”之说?

据雷峰网(公众号:雷峰网)新智驾了解,目前行业内将电压范围在550-930V之间的车型统称为800V。也有机构认为电压在600-900V之间的是800V。

比亚迪汽车工程研究院副院长凌和平也表示,800V实际上只是一个制式的概念,就像美国、日本家庭使用110V的电压,而我国使用220V一样。

其实早在2015 年,比亚迪的研发团队就把纯电动车的电压做到了 633 伏,满电电压750伏,插电混合动力的电压最高712 伏,满电电压达到 825 伏。

因此按照目前行业内的看法,比亚迪在2015年就已经拥有了800V技术。该技术可实现百公里加速快至4秒级,纯电续航里程可达450km、快充功率提升至60kW。

但鉴于目前行业对于800V的理解还未完全统一,国家也并未出台相应的标准,因此很多车厂只能自建充电桩。凌和平也坦言,当下电车行业面临的新问题是“有800V的车,但没有800V的充电桩”。

自建充电桩是推广800V的最优解吗?

作为国内最早发展电动汽车的企业之一,比亚迪在自建充电桩方面颇有发言权。

截止2019年,比亚迪已建充电站1255座,充电桩19189桩,覆盖全球50余个国家和地区,充电电量1040GW·h。很多早年间建的40KW三相交流充电桩,至今还在服役。

也正是因为涉足过充电桩业务,所以比亚迪很清楚其落地之难。

四问新能源车补能:800V是唯一解吗

凌和平告诉新智驾,相比于公共充电桩能够高效且大规模普及,厂家自建充电桩需要自行投入各种资源,还会涉及到电网、环保、住建等多个部门的协调,往往更费时费力。并且很多厂家自建的充电桩位置相对集中,用户为了充电,往往要驱车十余分钟乃至更长的时间,折返过程中消耗的续航里程数非常可观。

但充电桩的多寡,很大程度上左右着电动汽车技术的推广。

如今的新能源汽车之所以能够快速发展,正是受益于大量公共充电桩的建成。可充电桩一旦建成,那么即便新的充电技术出现,原有充电桩也无法迅速淘汰。尤其是如今大多数公共充电桩都是500V电压,与高压车型充电不兼容,在某种程度上反而制约了800V技术的普及。

四问新能源车补能:800V是唯一解吗

不同于其他车厂聚焦于充电桩,比亚迪选择了从车的角度入手,研发了升压技术,且目前已发展至第三代,通过油冷电驱升压的方式,让公共充电桩也能够为800V车型高效充电。

为了进一步提升公共充电桩的补能效率,比亚迪还推出了“双枪超充”。这一技术的底层逻辑并不复杂:一个充电桩的电流为250安,两个就是500安,车内只要再增加一个250安的充电模块,以并联方式接入,一次用两个充电桩,就能如前文所说的大电流方案,提升充电效率,让所有的公共充电桩都变成超充。

据雷峰网新智驾了解,该技术可实现15分钟充电350公里,且比亚迪也已将这一技术免费分享给电动汽车行业。

温度问题如何解决?

然而,加大电流带来了发热量激增的问题,因此热管理技术也需要升级。

传统的散热方案主要借助于防冻液,并且其温度的可调性比较差,明显无法适应更高的散热需求。

四问新能源车补能:800V是唯一解吗

针对这一情况,比亚迪的解决方案是复合直冷技术:通过电池上下两面均铺直冷板的设计,以及2套冷媒独立控制系统,进行了补偿式流道设计,电池冷却面积提升100%,换热能力提升85%以上。

其实电池对于温度的需求并不单纯局限于散热。

在过去,很多人将极寒地区成为电动汽车的“禁区”,低温环境下锂离子活性降低,进而降低充电效率,并且影响电动汽车的整体性能,因此电动汽车的电池不仅需要散热能力,同样也需要加热能力。

比亚迪使用了智能脉冲自加热技术,能够在-30℃极寒条件下,让电池满充时间比传统方案降低30%。这套技术不仅在充电时能自加热,在驻车和行车状态下,都能智能启动自加热技术,保障极低温整车性能。

结语

综上所述,比亚迪在800V技术的普及与推广中,针对现有的硬件设施条件,推出了包括升压、双枪超充和更为科学的热管理技术,提供了新能源汽车补能的中国方案。从车而非从充电桩切入的技术思路,相信也能为整个新能源汽车行业提供一定的参考。

责任编辑:若风

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