“在家充電方便,就是速度太慢,要充8小時(shí)左右。”正如電動(dòng)汽車車主張先生所言,越來越多的電動(dòng)汽車用戶,都希望自己的電動(dòng)汽車能實(shí)現(xiàn)安全快速充電。
4月27日,小康公司宣布,其旗下小康電動(dòng)汽車EC36具備了快充功能,可在2.5小時(shí)充滿電。同日,蜂巢能源也在上海車展上首次推出蜂速快充電池技術(shù),稱充電10分鐘可行駛400公里。此前,廣汽埃安也稱具備充電8分鐘續(xù)航1000公里的新技術(shù),一度引發(fā)熱議。
“電動(dòng)汽車的快充技術(shù)肯定是發(fā)展方向,但必須在保證產(chǎn)品安全的情況下應(yīng)用,目前最主要的是解決快充設(shè)施跟不上市場需求的問題。”山東省電池行業(yè)協(xié)會(huì)顧問汪愛民在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示。
快充產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)
從充電市場及車企的電動(dòng)汽車產(chǎn)品來看,電動(dòng)汽車快充技術(shù)正成為國內(nèi)外中高端電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢。
近來,多款跨國品牌新車型都具備了支持快充的技術(shù),如起亞EV6全系車型支持400V和800V充電,電量從30%充到80%僅需14分鐘;現(xiàn)代IONIQ 5最新800V高電壓平臺(tái)支持高達(dá)350kW的超大功率快速充電;寶馬BMW iX xDrive50、奧迪A6e-tronConcept、奔馳EQS、福特Mustang Mach-E、大眾ID.4 X、沃爾沃旗下極星Polestar 2等外資中高端新車均支持快充。保時(shí)捷也正在研發(fā)硅負(fù)極取代傳統(tǒng)石墨負(fù)極的高性能電池,以獲得更高能量密度和快充性能。
與此同時(shí),自主品牌中具備快充的電動(dòng)車型也越來越多。其中,華為與北汽新能源聯(lián)手打造的極狐全新車型阿爾法S宣布,搭載華為快充技術(shù),充電10分鐘續(xù)航197公里,充電15分鐘電量可從30%充至80%;吉利旗下全新品牌車型極氪001支持最高360KW超級(jí)快充;東風(fēng)嵐圖FREE汽車也宣布,正在研發(fā)基于超高壓平臺(tái)的超級(jí)快充技術(shù)等。上汽集團(tuán)旗下的新品牌智己汽車L7上,還支持無線快充技術(shù)。廣汽推出的石墨烯超級(jí)技術(shù),規(guī)劃推出6C-500km(C即與普通慢充相比的快充速度倍數(shù))、3C-500km兩個(gè)版本的快充電池,今年9月將首次搭載在廣汽埃安AION V上。此外,蔚來ET7、小鵬P7、高合HiPhi X等信造車企業(yè)的新車型上也都標(biāo)配了快充。
面對(duì)快充,不僅車企在努力,而且動(dòng)力電池企業(yè)也加入了“搶風(fēng)口”的競爭潮流之中。蜂巢能源近期首次對(duì)外發(fā)布全新快充技術(shù)和對(duì)應(yīng)的電芯,其中第二代4C快充電芯容量165Ah,能量密度大于260Wh/kg,20-80%快充時(shí)間10分鐘,預(yù)計(jì)將在2023年第二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。領(lǐng)湃新能源通過自主設(shè)計(jì)的離子快穿通道,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池4C充電,15分鐘充電5%-85%,未來可使充電時(shí)間小于10分鐘。寧德時(shí)代推出的快充電池,可實(shí)現(xiàn)15分鐘充滿80%,其目標(biāo)是將快充時(shí)間縮短至9分鐘。
技術(shù)需要新的突破
快速充電技術(shù)之所以一直沒有普及,因?yàn)槠渲袨榱顺潆姲踩蠖鄶?shù)乘用車量產(chǎn)應(yīng)用的動(dòng)力電池,充電倍率基本都不超過2C。
“快充狀態(tài)下的動(dòng)力電池安全,主要涉及產(chǎn)生析鋰、電解液分解、電池過熱等問題,當(dāng)然現(xiàn)在技術(shù)條件下還會(huì)縮短動(dòng)力電池壽命。”汪愛民介紹,因此,仍有相當(dāng)一部分主機(jī)廠和動(dòng)力電池廠商對(duì)超大功率的快速充電持謹(jǐn)慎態(tài)度。近來推出的快充車型,主要是應(yīng)用了陶瓷涂層隔膜、耐高壓高溫電解液、正極材料包覆、新型負(fù)極材料等技術(shù)進(jìn)步的成果,但電池壽命受影響的問題仍未解決。
近來,華為推出業(yè)內(nèi)首個(gè)智能閃充動(dòng)力域全棧高壓解決方案,基于800V左右的平臺(tái)架構(gòu),包含了高壓車載充電系統(tǒng)、高壓異步電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓同步電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)、直流快充模塊、三電云及高壓熱管理系統(tǒng)。在搭載該技術(shù)的極狐阿爾法S(HI版)上,可以實(shí)現(xiàn)15分鐘充電電量從30%充至80%。預(yù)計(jì)到2025年,華為將推出1000V電壓,600kW功率的高壓快充方案,5分鐘即可實(shí)現(xiàn)充電30%-80%,實(shí)現(xiàn)真正的快速充電。
“此外,還可以通過無線充電方式實(shí)現(xiàn)快充。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室工程師魏冬在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)介紹,無線充電主要依據(jù)電磁感應(yīng)原理,理論上更容易實(shí)現(xiàn)快速充電。當(dāng)前,國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)推出了多種工作模式的電動(dòng)汽車無線充電技術(shù),但是與有線快充一樣,也需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局,否則即使像智己汽車L7上有接收裝置,也難以找到無線充電站。
設(shè)施落地尚存困難
事實(shí)上,電動(dòng)汽車快充并非車企或動(dòng)力電池企業(yè)一家就可以實(shí)現(xiàn),其中不僅涉及動(dòng)力電池技術(shù)、控制及熱管理技術(shù)等,還需要充電設(shè)施、電力供應(yīng)部門等環(huán)節(jié)的助力,因此,這也成為一個(gè)需要產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)共同配合的系統(tǒng)工程。
僅僅是充電設(shè)施建設(shè),就存在難題。數(shù)據(jù)顯示,“十三五”期間,我國充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展快速,2015年之前我國公共充電樁數(shù)量不足5萬根,但是截止到2020年12月底,我國公共充電樁數(shù)量就已經(jīng)達(dá)到80.7萬根,但快充設(shè)施數(shù)據(jù)極少。客觀而言,“十三五”期間基本解決了我國充電設(shè)施從無到有的問題,但仍然存在不少短板。主要表現(xiàn)在充電設(shè)施規(guī)模仍存在缺口,空間布局有待優(yōu)化,充電效率仍需提升,公共充電設(shè)施利用率低,大功率快充設(shè)施短板明顯等。
“快充所需的大電流、大功率,需要電力部門更換配電設(shè)備,加上建設(shè)費(fèi)用,都需要大量的資金,這筆資金誰來出,建設(shè)之后誰來管,都沒有明確的規(guī)定,車企雖然有快充的電動(dòng)汽車,但也難以承受在各城市建設(shè)快充設(shè)施所需的巨額資金,由此導(dǎo)致了快充普及的多重瓶頸。”汪愛民認(rèn)為。
據(jù)了解,目前電動(dòng)汽車的充電樁配備還是以慢充為主,過于耗時(shí);一些新公交、物流配送等大型車輛充電更需要專用場地,但眼下大中城市的設(shè)施仍然不般配;在一些大型停車點(diǎn),由于新能源車車位標(biāo)志不明顯,有些帶充電樁的車位被傳統(tǒng)車輛隨意擠占,致使充電樁無法發(fā)揮作用。
“所以,應(yīng)該由主管部門出面,協(xié)調(diào)各方資源,共同建設(shè)快充設(shè)施。”魏冬表示,一方面,要在充電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃之時(shí),就明確快充和慢充設(shè)施要有一定比例;另一方面,要在現(xiàn)有的有條件的充電站內(nèi)增加快充樁等設(shè)施。
“還有很關(guān)鍵的一個(gè)問題,是國內(nèi)充電設(shè)施建設(shè)相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的缺失,不利于這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展,應(yīng)盡快予以解決,才能加速電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。”汪愛民說。
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