超充是新能源汽车产业技术升级的“上甘岭战役”。
新能源汽车产业化的十多年,很多技术问题陆续解决,比如车辆续航里程、电池能量密度、电池热管理等等。从技术维度看,超充比以上问题更难攻克,一是其范畴更大,不仅属于电池范畴,也属于整车范畴,还关联了电网,需要系统性解决方案;二是超充是动态反应,需要解决析锂等关键技术难题。
各大企业都提出了超充产业化应用,但现在的超充类似于十年前的新能源汽车,处在萌芽阶段,老李和大家简单聊聊超充存在的“猫腻”:所谓的高功率超充桩实际充电功率并不高,充电速度也不快。
电池充电是一个复杂的化学过程,老李简单按照P=UI的公式来表示,P是充电功率,U是充电电压,I是充电电流,这种算法不完全精确,但是大部分车辆不会超过这个上限,所以本质上充电速度是由充电电流和充电电压决定。
充电电压越高,充电速度越快,但是现有车辆可支持的充电电压有上限,关联到车企的车辆的电压平台,可以简单理解为,高电压平台的车支持高功率充电,低电压平台的不支持高功率充电,目前在售的新能源车电压平台多数是300~500V。
我们假设能接受的最大电压是500V,按照充电桩国标的最大电流250A计算,电池充电最大功率是125kW。一般来说,一台60度电的车,续航里程大概是400~500公里,在这种理想充电功率下,需要半个多小时才能充满。
有朋友会说,把充电最大电压提高到800V,最大电流提高到500A,充电速度不就翻倍了吗?没错,下一代的新能源车和充电系统的确是在朝着这个方向走,实现的时间可能是5年,也可能是10年,不是当下。
高电压平台一定是朝着800V甚至更高的方向发展,需要车辆的硬件有较强的承载能力,类似于手机硬件的升级,升级意味着高成本,新能源车的高电压平台也是一样。目前高电压平台主要应用在超豪华品牌,未来降本还需要很长的时间,老李认为,在3~5年内,经济型纯电动车很难推广高电压平台。
相比充电电压,充电电流的提升相对容易,但是也需要时间来实现,按照国标通用要求,直流充电桩额定电压最大为1000V,额定电流最高为400A,而现有直流接口的使用条件下,单枪电流是不能大于250A的,充电电压最大为1000V,单枪充电电流最大为250A,所以国标下理论上单枪最大充电功率为250kW。
目前,国内也在推进新的标准,下一代的标准中,单枪最大充电电流可能达到600A,假期有朋友说,极氪001 的单枪充电电流超过了500A,这会加速国标的升级。
刚才提到的都是理论情况,在实际充电过程中,充电电流和充电电压都是动态变化的,尤其是在电池电量过高和电池过低的时候,车辆会自动降低充电电流来保护电池,所以很多企业在宣传中经常这样提:电池电量从30%充到80%的时间为30分钟。
所以综合下来,车辆实际的充电功率是随着电池剩余容量发生变化,不同的车企控制策略不同,一般来说,平均充电功率能达到最大充电功率的60%就算不错了。我们以常见的400V充电电压计算,在250A的情况下,最大充电功率为100kW,按照60%比例计算,平均功率不过才60kW。
所谓的超充充电速度并不快,只是在某个特定区间内让人“感觉”很快。
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