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充電多快您滿意?聊新能源車快充技術

2025-02-15 14:02:04 作者:資訊小編
車輛的最大充電功率、國內快充網絡現狀

近年來,隨著我國牌照城市數量的增加以及部分城市純電動汽車補貼+免搖號的政策,越來越多的人開始使用純電動汽車。對于那些使用純電動汽車的朋友來說,給汽車充電已經成為他們汽車生活的重要組成部分。需要充電時,車主通常會優先尋找附近的快充樁,不為別的,只為縮短充電時間。國內快速灌注樁技術現狀如何?世界上最先進的快充技術達到了什么水平?讓我們談談快速充電。

●先說車,再說充電樁。

目前中國市場主流的純電動汽車產品使用國內比較常見的60kW DC快充樁,從低電量充電到80%電量需要30分鐘左右。

當電池電量超過80%時,系統會限制充電電流,以避免電池溫度過高或電池單元過充損壞。這就是電池電量超過80%后充電速度下降的原因。

目前市面上主流的中國品牌純電動汽車一般使用60kW DC快充樁從低功率充電到100%功率需要一個半小時左右。你覺得這個充電效率夠快嗎?我覺得60kW DC快充樁的充電速度勉強可以滿足城市通勤臨時供電的充電需求,充電20分鐘可以增加100km左右的續航,基本夠回家或者工作了。但是如果你想跑長途,需要給電池充電的話,會有點慢。

雖然國內部分地方已經開始支持120kW或150kW的DC快充樁,但目前國內大部分純電動汽車的最大充電功率都在60kW以下,因此現有大部分純電動汽車的充電速度無法靠功率更高的DC充電樁來提升。目前在國內銷售且支持120kW及以上充電功率的量產車型只有特斯拉Model S查成交價|參配|優惠政策)、Model X查成交價|參配|優惠政策)和Model 3查成交價|參配|優惠政策)。

●國內充電樁現狀及收費成本

目前,接入國家電網和南方電網的充電樁數量已達25萬個。在京、滬、廣、成四面環抱的區域,DC在主要高速服務區設置了快速充電樁,方便國民出行。此前的京廣電動游、滬蓉電動游展示了中國高速公路充電網絡的現狀,推薦大家觀看。

根據國家計劃,到2021年,中國的電動汽車數量將超過500萬輛。為了滿足這些純電動汽車的充電需求,充換電站數量需要達到1.2萬個,充電樁數量需要達到450萬個。從規劃來看,今明兩年中國充電樁的數量會有很大的增長。

南方電網在高速公路服務區新建充電樁以60kW DC快充樁為主,少數服務區也配套120kW DC快充樁。但如前所述,目前國內大部分純電動汽車的最大充電功率都在60kW以下,使用更強大的DC快充樁也不會提高充電速度。對于支持120kW快速充電的特斯拉車型,使用這些120kW DC快速充電樁可以實現接近特斯拉超級充電站的充電速度。

說到充電成本,下面就來說說純電動車的充電成本相比燃油車加油能節省多少!這里我們以商祺MG EZS為例,用來指代其燃油版車型SAIC MG ZS。

" SAIC MG EZS和SAIC MG ZS"

燃油車油耗測試平均速度為30±2km/h,與純電動汽車低速續航里程測試平均速度標準一致。在平均時速30±2公里的情況下,MG EZS行駛100公里的成本僅為MG ZS的33%左右。

因此,純電動汽車和燃油汽車在比較購買和使用成本時并不具備完全的優勢。當然,車輛行駛里程越長,純電動汽車在整體使用成本上的優勢就越明顯。

●中國最大的充電樁運營商是誰?

這家名為TELD的公司成立于2021年,母公司為特瑞德,是一家專門從事箱式電力設備研發和生產的中德合資企業。特來電是特睿德開拓國內充電樁市場的重要棋子。國家電網運營的充電樁數量位居第二,僅次于Teruide。

江蘇萬邦德合新能源科技有限公司也是全國電動汽車充電設施發展促進聯盟發起單位,全國充電設施行業標準起草工作組成員。

國外最新快充技術、超快充配置或引領風潮

●新一代超級充電樁有多少頭牛?

說了這么多國內情況,我們再來看看目前國外充電樁的水平。首先我們來看看特斯拉的情況。美國時間今年3月6日晚,特斯拉在加州弗里蒙特正式推出第三代超級充電樁測試版。充電樁最大輸出功率達到250kW,采用了液冷充電電纜的新設計。

從上表的對比可以看出,與目前常見的60kW DC快充系統相比,250kW快充系統是一款15kw wh/100km續航的純電動汽車,理論上100km續航需要3.6分鐘充電,也就是每1km續航僅需2.16秒。個人認為這個充電速度足夠快,完全可以滿足純電動車臨時補貨的需求。當然這里需要說明的是,純電動汽車的電池組在充電時,當電量超過一定百分比時,充電電流會明顯減小,充電功率會小于理論最大值,充電速度也會降低。這是為了保護電池,延長電池壽命。

相比特斯拉第二代超級充電樁120kW的最大充電功率,全新超級充電樁的最大充電功率提升了一倍多。同時,通過增加充電站的功率冗余,新的第三代超級充電樁將不會出現多車充電分流導致單車充電功率下降的情況。現在,兩個第二代超級充電樁共用一個變壓器。給自行車充電時,最大充電功率為120kW;如果相鄰兩個充電樁由汽車充電,第一輛接駁車的最大充電功率為85kW,第二輛接駁車的最大充電功率為60kW,會降低充電效率,讓用戶的充電體驗變差。這也是第三代超級充電樁在升級時需要大幅度提升的地方。

此外,特斯拉表示將把第二代超級充電樁的最大充電功率提升至145kW,這可能說明Model S和Model X通過升級可以支持145kW的最大充電功率。250kW第三代超級充電樁將于今年二三季度在北美上市,四季度在歐洲和亞太地區上市。換句話說,中國Model 3客戶最早可能在今年年底享受到250kW超充的快感。

保時捷Taycan查成交價|參配|優惠政策)的前軸上有一個電機,后輪軸上有一個電機,電池組位于車身底部。車輛在0-100公里/小時時的加速時間小于3.5秒。憑借超快充電技術,保時捷Taycan可在15分鐘內充電400公里。

這個實驗充電站位于德國巴伐利亞州。上圖中的保時捷Panamera查成交價|參配|優惠政策)測試車配備了90kWh電池組,充電速度超過400kW。旁邊的寶馬i3查成交價|參配|優惠政策)測試車配備了57kWh的電池組,電池從10%充到80%只需要15分鐘。450kW實驗充電站項目名為“FastCharge”,獲得了德國聯邦土地、基礎設施、交通和旅游部提供的760萬美元研發資金,由寶馬、保時捷、西門子、阿萊格和鳳凰聯絡E-Mobility組成的行業協會運營。

●增加最大充電功率是趨勢,超快充電配置將引領未來趨勢。

要增加充電功率,可以增加充電電壓或電流。如果增加充電電流,考慮到電纜的安全載流量,充電電纜和系統中的線路都需要加厚。當電流達到一定水平時,電纜體積的增大會使增加充電電流的方案不切實際。因此,目前提高充電功率的方案主要是進一步提高充電電壓。要提高充電電壓,需要對整車零部件和電氣零部件的電壓等級進行升級,這將大大增加車輛的制造成本。同時,整個電池系統的相應性能指標應大幅提升,以滿足大功率充電的需求。

同時,用大功率給電池充電會導致電池熱量顯著增加,電池冷卻系統的性能和電池管理系統的效率對于控制電池衰減尤為重要。

目前主流純電動汽車采用DC快充時,電池組和功率轉換模塊的冷卻系統會更快工作,降低電池組和充電系統的溫度,從而避免電池組因高溫而加速老化或損壞。如果當前最大充電功率加倍甚至進一步增加,在保證車輛安全性能的同時,不容易控制電池組充電時產生的高溫,需要長時間進行各種相關實驗進行驗證。這也是350kW甚至450kW充電樁已經配備,卻沒有量產車可以用的重要原因。

目前國內大部分新推出的純電動汽車最大充電功率在40-60kW之間。實踐中,使用60kW DC快充樁充電時,很多情況下無法達到最大充電功率。為了達到最大充電功率,車輛充電系統需要匹配充電樁支持的電壓和電流。因此,統一和完善收費標準是實現高效快速收費的前提。

未來幾年,中國品牌純電動汽車最大充電功率將逐步提升,最大充電功率80kW、100kW、120kW的車型將陸續與消費者見面。

相信很多廠商也會看到這個消費者的痛點。未來,以充電速度為賣點的車型將掀起一波風潮。技術在不斷發展,450kW終將到來,只是時間問題。理論上,用450kW的功率充電,5分鐘就能充電超過200公里續航里程。你對這個充電速度滿意嗎?歡迎大家在文章底部的討論區留言,發表自己的看法。

●總結:

在國內,量產最快的純電動汽車依然是特斯拉的Model S、Model X和Model 3。有了超級充電樁,這些機型最大功率可充120kW。國內高速公路服務區主要采用60kW DC快充樁,少數服務區還配備120kW快充樁。但目前國內大部分純電動汽車只支持60kW及以下的最大充電功率,這些車輛的充電速度無法通過更快更高功率的充電樁來提升。未來,純電動汽車充電系統和DC快充樁設備將進一步升級,增加最大充電功率,縮短充電時間,提升用戶體驗。最快來到我們身邊的應該是特斯拉的第三代250kW超級充電樁。這種新型快速充電樁預計將于今年年底在亞太地區推出。5分鐘能充120公里真的這么神奇嗎?我們可能會在今年內發現!

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