瀏覽數(shù)量: 559 作者: 本站編輯 發(fā)布時(shí)間: 2023-05-03 來源: 本站
據(jù)公安部和中國充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),截至2022年底,我國新能源汽車保有量達(dá)到 1310 萬輛,車樁比為2.5:1。今年2月,工信部發(fā)布《關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知》,提出新增公共充電樁/新能源汽車推廣數(shù)量比例力爭達(dá)到1:1。
中央、地方政府鼓勵(lì)充電樁建設(shè)的文件層出不窮、方興未艾。充電樁越來越多,街上隨處可見充電站,但新能源車主依然深受充電焦慮的困擾。究其原因主要有兩個(gè),一是充電樁在不斷增加,電動(dòng)汽車的保有量也在持續(xù)增長,二是充電慢,隨著電動(dòng)汽車的電池能量在不斷加大,如果還采用舊款充電樁充電,則充電速度會(huì)更慢。
即充即走,超充大勢所趨
目前交流樁(慢充)充電需要6-8小時(shí),普通直流樁(快充)將車從20%電量充至80%需要三十四分鐘,與傳統(tǒng)燃油車5分鐘加好油的體驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。
要有效緩解車主的充電焦慮,進(jìn)一步提升新能源汽車的市場滲透率,除了縮小車樁比,還應(yīng)該提升補(bǔ)能效率,實(shí)現(xiàn)讓新能源汽車的充電速度可以媲美燃油車加油的速度。《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》更是提出,2035年大功率快充要實(shí)現(xiàn)充電5min行駛300km以上的目標(biāo)。屆時(shí),電動(dòng)汽車充電速度就如同燃油車加油一樣快,即充即走。
天下武功,唯快不破。汽車充電就是要快,根據(jù)中國充電聯(lián)盟今年發(fā)布的《2022中國電動(dòng)汽車用戶充電行為白皮書》顯示,網(wǎng)約車、商用車用戶對于充電時(shí)間高度敏感,快充樁已成為96%的首選。
直流快充樁中,高電壓快充相比大電流快充更具優(yōu)勢,而超充樁則需電流、電壓同步提升?,F(xiàn)有的大功率充電可分為三種方式:
1) 電流由250A上升至600A的大電流快充。根據(jù)焦耳定律(Q=I²RT)可得知,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,和電流的二次方成正比,和電阻成正比,和通電時(shí)間成正比。即在大電流模式下,電流提升1倍,散熱增加4倍。大電流快充對于散熱要求非常高,所以國內(nèi)企業(yè)較少涉足大電流快充,大電流快充做得好的代表企業(yè)是特斯拉。
2) 電壓由400V上升至800V的高電壓快充。相比之下,高電壓快充更容易實(shí)現(xiàn),在市面上也更主流。車端暫且不談,樁端只需要把原本低壓的部分換成耐高壓的、更改充電模塊即可,整體改動(dòng)較少,成本相對可控。這也是國內(nèi)車企為什么都在往 800V 高電壓平臺(tái)轉(zhuǎn)的原因之一,目前國內(nèi)已有小鵬、廣汽埃安、嵐圖、理想等超過10家車企宣布研發(fā)800V高壓平臺(tái),意圖搶占高壓快充新高地。
3) 電流、電壓同步提升下,功率達(dá)400kw及以上的超級(jí)充電。當(dāng)前,國內(nèi)仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來定義超充,但據(jù)美國能源部定義,超級(jí)充電(XFC)的充電功率需達(dá)到400kW以上。目前,廣汽埃安、小鵬等國內(nèi)車企均有布局。廣汽埃安A480超充樁最大電流可達(dá)600A,最高電壓達(dá)880V,最大充電功率達(dá)480kW。車端800V布局勢必將帶動(dòng)超充樁同步發(fā)展。
龍頭企業(yè)跑步進(jìn)入液冷超充賽道
400kW及以上的超充樁運(yùn)行時(shí),會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的熱量,設(shè)備迅速發(fā)熱,可能會(huì)引發(fā)安全問題。傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱模式達(dá)不到設(shè)備的散熱要求,因此,具有更好散熱效果的液冷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
什么是充電樁的液冷技術(shù)?其原理就是在電纜和充電槍之間設(shè)置一個(gè)專用的液體循環(huán)通道,通道內(nèi)加入液冷卻液,通過電子泵驅(qū)動(dòng)冷卻液流動(dòng),使冷卻液在液冷電纜、儲(chǔ)存冷卻液的油箱、散熱器之間循環(huán)流動(dòng),從而把充電樁在工作過程中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出來。
風(fēng)冷向液冷轉(zhuǎn)換是大功率充電模塊的散熱技術(shù)的趨勢,液冷超充這一項(xiàng)新技術(shù)已成為業(yè)界競逐焦點(diǎn),是否布局了液冷超充在一定程度上成為了衡量企業(yè)競爭力的標(biāo)簽之一。因此,許多新能源車企、樁企紛紛開始跑步進(jìn)入對液冷技術(shù)研發(fā)與布局的快車道。
小鵬G9搭載800V高壓SiC平臺(tái),最高支持480kW的超級(jí)快充,同時(shí)小鵬已于去年下半年開啟了全新一代的超充樁布局,逐步構(gòu)建800V/480kW超充網(wǎng)絡(luò),其480kW高壓超充樁的充電槍采用液冷散熱技術(shù),通流能力可達(dá)670A,5分鐘可充 200KM,12分鐘可從10%充到80%;2022年4 月,廣汽埃安首個(gè)超級(jí)充換電中心正式落成,其中配備A480液冷超充樁,實(shí)現(xiàn)480kW充電功率;2022年,京能新能源自主研發(fā)生產(chǎn)了480/960kW直流液冷超充,峰值充電功率高達(dá)600kW(1000V/600A)……
液冷超充的優(yōu)點(diǎn)是什么?
說了這么多,液冷超充到底有什么了不得的優(yōu)點(diǎn),引得小鵬、廣汽等車企,京能新能源等樁企,華為等零部件研發(fā)類企業(yè)紛紛入局該賽道?
總的來說,液冷超充具有電流更大、充電更快、充電槍更輕便、防護(hù)等級(jí)更高、噪聲更小、維護(hù)成本更低等特點(diǎn)。
下面我們將一一說明:
第一、電流更大,充電速度更快
市面上國標(biāo)充電樁的最大電流為250A,而液冷充電樁的電流可達(dá)到600A,充電速度瞬間提升幾倍。以京能新能源EVDCF系列960kW分體式直流液冷超充為例,該終端單槍輸出電流最高600A,200V-1000V恒功率范圍輸出,10分鐘可補(bǔ)電100度,理論上,一輛電池能量為50kWh的新能源汽車,只需要5分鐘就可以充滿電,并可以實(shí)現(xiàn)300KM的續(xù)航(按15度電可行駛100公里計(jì)算)。
第二、充電槍更輕
國標(biāo)250A的充電槍一般采用線徑為80mm²的電纜,不容易彎曲,非常笨重。而500A的液冷充電槍電纜線徑一般才35mm²,電纜細(xì),液冷充電槍要比常規(guī)的充電槍輕30%~40%,更輕盈的充電槍讓用戶使用體驗(yàn)更好。
第三、散熱更快,防護(hù)等級(jí)高
常規(guī)充電樁、半液冷充電樁都是風(fēng)冷散熱,其防護(hù)等級(jí)一般為IP54。
而全液冷充電樁采用液冷散熱,全封閉設(shè)計(jì),有效隔絕灰塵、易燃易爆氣體,一般具有IP65的防護(hù)等級(jí),液冷充電模塊的散熱能力更強(qiáng),相較風(fēng)冷充電模塊低10-20℃,而且液冷充電樁的電纜都需要通過耐高溫、耐腐蝕、抗爆破、耐低溫等測試,更適合惡劣的環(huán)境。
第四、噪聲小
常規(guī)充電樁內(nèi)置了多個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)小風(fēng)扇和散熱風(fēng)扇,滿功率運(yùn)行時(shí)噪聲大多在70dB以上,這個(gè)音量,說大也不大,說小也不小,就相當(dāng)于在鬧市區(qū)里的聲音,在夜深人靜的晚上就會(huì)比較明顯,容易被場站附近的居民投訴。
而全液冷充電樁內(nèi)部液冷模塊靠電子泵驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)散熱,外部靠低轉(zhuǎn)速大風(fēng)量風(fēng)扇或是空調(diào)來散熱,噪聲小很多,一般控制在35dB 以內(nèi)。
第五、使用壽命長
常規(guī)充電樁的壽命一般在5年左右,但充電場站的租期一般是8-10年,這意味著在場站運(yùn)營周期內(nèi)要更換一次充電設(shè)備。而全液冷充電樁一般可以使用10年以上。
第六、維護(hù)成本低
常規(guī)充電樁防護(hù)等級(jí)為IP54,后期需要進(jìn)行開柜除塵等比較繁雜的維護(hù)操作,而全液冷充電樁的充電模塊與外部環(huán)境完全隔絕,整體故障率更低,后期只需要在外置散熱器積塵后進(jìn)行沖洗即可,維護(hù)簡單、成本低。
液冷超充的局限在哪里?
雖然目前已有不少龍頭企業(yè)已經(jīng)布局了液冷超充,但是市面上的液冷充電站還是寥寥可數(shù),其原因主要有兩點(diǎn):
第一,研發(fā)難度大,生產(chǎn)成本高。
常規(guī)充電樁的采購成本為0.35-0.4元/W,液冷超充的采購成本約為0.63-0.72元/W,其成本將近翻了一倍。如果企業(yè)沒有核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)、成熟的生產(chǎn)基地、雄厚的資金,則很難支撐其沖進(jìn)液冷超充的賽道和行業(yè)巨頭“硬碰硬”。
第二,電力條件要求高。
目前液冷充電樁的功率高達(dá)600kW,可能很多人對于600kW沒什么概念,就用一般家庭房間常見的小掛機(jī)空調(diào)來講,其功率一般是1.1kW,600kW就相當(dāng)于超過500臺(tái)這樣的空調(diào)同時(shí)運(yùn)行,這對配電網(wǎng)而言是一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)。
基于以上原因,目前國內(nèi)液冷超充技術(shù)處于市場導(dǎo)入期,在這一階段,消費(fèi)者對于液冷超充缺乏了解,布局液冷超充的大多是“財(cái)大氣粗”的龍頭企業(yè)。
發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是加快汽車強(qiáng)國建設(shè)的重要方向和破解能源環(huán)境約束的有效手段。超充的未來,已來。
隨著“雙碳”這一國家戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn),新能源汽車的市場占有量勢必會(huì)逐漸超越傳統(tǒng)燃油車,甚至?xí)〈鷤鹘y(tǒng)燃油車。而想要壯大新能源汽車產(chǎn)業(yè),則必須站在客戶一端,解決“續(xù)航短、充電慢”的“頑疾”。需求側(cè)的痛點(diǎn),勢必會(huì)倒逼供給側(cè)加速布局大功率超充產(chǎn)品,有能力者,早已入局。隨著科技技術(shù)的進(jìn)步,相信以液冷技術(shù)為代表的超充在不久的將來必然會(huì)引領(lǐng)新一輪充電設(shè)施發(fā)展潮流。