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800V高压平台能治好电车的各种焦虑么?

2022-03-08 12:08:42·  来源:新能源汽车家园  
 
过去几年,电动车发展的核心矛盾在于解决“里程焦虑”,新款电车最为关键的一个卖点就是续航里程。而随着500公里以上续航里程的电车成为主流,行业发展的矛盾已

过去几年,电动车发展的核心矛盾在于解决“里程焦虑”,新款电车最为关键的一个卖点就是续航里程。而随着500公里以上续航里程的电车成为主流,行业发展的矛盾已经悄然发生了改变。进入2022年,充电焦虑将取代里程焦虑,成为驱动行业发展的新方向。


电动车的新软肋:充电焦虑

【1】充电难—充电基础设施不足

不过,国内的充电基础设施仍存在建桩难、充电桩不足、分布不均衡等问题,毕竟我国也是全球最大的新能源车市场。尤其是近两年新能源车市场的爆发式增长,导致充电难问题日益突出。

1) 私人充电桩安装受限

用私人充电桩充电是最常见的充电方式,遗憾的是,这只是部分人具备的条件。因为就算你有自己的固定车位,不少物业公司会找出各种理由拒绝你。对于没有私人停车位的车主,想在租赁的车位上安装充电桩那就更是难上加难。

更棘手的是,国内还有很多处在城市中心的老旧小区,本身就存在车位紧张、电网负荷不足、安装空间有限等问题,这些小区的充电设施可能在很长一段时间内都不会有明显改善。


2) 公共充电桩赶不上不上新能源车发展的步伐

没有私人充电桩,就不得不依赖公共充电桩。遗憾的是公共充电桩的问题也不少,最常见的就是找桩难,好不容易找到了充电桩,但由于种种原因,充电桩无法使用,如被燃油车占位、设备损坏等。此外,遇到车主在充电结束后未及时返回,也是常有的事,毕竟充电的时间远超加油,没有人愿意在车里干等着。


截至2021年底,国内公共充电桩车桩比仅为6.84:1,也就是说,近7台车才共享一个公共充电桩,同时充电时间又长,可想而知,现在的车桩比距离车主们的理想仍巨大的鸿沟。

雪上加霜的是,公共充电桩的分布极不平衡,广东、上海等排名前十地区的充电桩就占了超过70%。可以想象,其他地区特别是县城、乡镇的充电基础设施有多薄弱。再看高速公路充电桩,本身全国就只有1.38万个,却还主要集中在京津冀、长三角、珠三角等经济发达区域。

当你身边的电动车车主准备一次长途自驾时,他们势必需要提前规划出行路线和充电计划,同时得把电池充满再出发。而燃油车车主从来不需要考虑这么多,只需在导航上设置好终点,就可以开始说走就走的旅行。

据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据,2021年我国公共充电桩增量34万个,同比增长89.9%,而同期新能源汽车销量为352.1万辆,同比增长高达157.5%。显而易见,本就发展滞后的公共充电桩,现在更加追不上新增电车的需求了。


【2】更为致命的充电慢

充电桩少,无非是基础设施建设落后的问题,大不了可以靠海量的投资来解决。但有一个可能难以克服的困难摆在面前:充电时间太长。

一般来说,电动车的充电方式有两种,一种是慢充,也就是交流充电,充电过程往往需6-8小时,甚至更久。另一种是快充,也就是大功率直流电,一般半个小时可充满百分之八十,但是电池在充电超过80%后充电速度往往开始下降跟慢充无异。跟燃油车3分钟加满一箱相比,电动车的充电速度还是慢的感人。


解决充电焦虑的三板斧

【1】加快充电桩的建设

充电桩的建设不仅能够缓解电动车的充电焦虑,也能让摇摆不定的消费者优先选择电动车型,加速新能源汽车的渗透。我们观察到,随着电动车进入市场化阶段,国家的补贴也开始从车上向车下转移,充电桩行业的投资规模、建设速度,都在快速增长。

在国家政策的推动下,充电基础设施问题毫无疑问会被彻底解决,但这不会像从2G到3G、从4G到5G那样在数年内就迅速切换。换句话说,充电基础设施的建设是一项长期的过程。

【2】提高充电速度

一旦有了足够的充电桩,充电焦虑将会大大缓解。但另一个藏在隐秘角落里的问题是,跟燃油车比起来,电动车的充电体验还是十分滞后,而每一个车主的时间价值都非常高。

即使在燃油车时代,消费者也会因为加油排队而大为恼火,哪怕加满一箱油只需要短短的几分钟。我们可以想象这样一个情景:假设充电慢的问题得不到解决,在公共充电桩充电动辄按照小时计算,那么等到未来电动车年销量破1000万辆,每一个公共充电桩面前,就是一个充斥着无休止争吵的小型停车场。所以,提高充电速度也是至关重要

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1) 提高电压成为首选方案

事实上, 高电压平台的最大价值,就是实现真正意义上的快充 ,通过提升充电功率,从根本层面彻底解决充电焦虑。根据某车企闪充解决方案,其2025年充电电压可提升至1000V,充电功率达到600kW,相当于5分钟即可充电50kWh,可实现续航约500km,这个补能速度已经和加油非常接近。

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2) 高电压平台不只是技术问题

首先,高电压架构下,不只是电池包、热管理系统、电驱动,甚至于空调、车载充电机等都需重新适配,这是关于整个产业链协同的大事情。

其次,电压平台的提升对零部件的高压性能提出了更高的要求,而汽车零部件对于寿命和稳定性的要求又是最高的,因此这个难度对零部件来说,可以说是指数级别的提升。

当然这也带动高压零部件的新机遇。比如在功率器件方面:SiC功率器件凭借其耐高温、耐高压以及高频率的性能优势,未来将被广泛应用于OBC、DC/DC和电机控制器等高压部件中。除此之外,还有电控、连接器、电容、线束、铜材、继电器、熔断器等等都将配合升级到高压平台。

高电压平台下充电速度够快,但仍离不开充电桩,只不过这里的充电桩升级成了超充桩。如果没有足够多的超充站,充电焦虑的问题仍然难以彻底解决,相当于你有5G手机,但是附近没有5G基站,你的网速还是停留在4G时代。

从国家电网的招标需求上可以发现,其2021年第一次招标中大功率充电桩占比相比2018年同期已大幅提升,但仍然有一半还是80kW的快充桩,200kW以上的超充站占比仍然很低。

最后,聊到钱的问题,也就是成本。现在600V以上的高电压平台面对的还是高端车型而且超充桩也是电动车头部企业独有的,不轻易共享。但是好的技术不能只是少数人能够享受的特权,什么时候平价车也能标配才算是真正的普惠。总而言之,想要打造高电压平台来缓解充电焦虑,技术、基础设施、成本一个都不能忽视。


【3】换电模式

除了充电桩和高电压平台,还有第三种办法,就是换电模式,这更像是一种模式的创新。你笑我电动车充电难、充电慢,我直接换一块新电池,这是最简单粗暴的方法。没有了充电过程,自然就没有焦虑一说。

其实这个模式在手机行业中就用过,当年功能手机都基本上用的换电池的方式来解决充电慢的问题,想必大家都不会陌生。

1) 优势

对于电动车而言,换电模式的好处是直接“绕开”了充电这个环节,另外,换电还解决了电池更换成本高、电池寿命短、电池无法升级等问题,从而提高消费者对电动车的接受度。同时,换电模式可利用波峰和波谷实施分阶段充电,配电优势明显,还能提高能源的利用效率,未来有望将成为电力系统储能的一部分。

2) 难点

其实从技术角度而言,换电模式的快速铺开并不存在明显瓶颈,但从经济的角度讲,换电还面临诸多商业上的问题。


首先,电池尺寸、型号难统一。所以换电模式比较适合在公交车和运营车上使用,因为两者的标准化程度高。而在乘用车领域,更适合有一定销量规模的车企。

其次,换电站投入大、运营难。换电模式打破了“一车一电池”的配套关系,增加了运营成本。如果没有足够多的换电车型在路上跑,换电设施的建造和运营方毫无疑问会遭遇无利可图的局面,而如果没有足够多的换电站,消费者更不会去购买换电车型,换电站推广的前期注定是缓慢的。

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