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800V高压快充 像“加油”一样的“充电”体验

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来源:七品教育

2024-04-30|已帮助:82

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我国新能源汽车产销量连续8年位居世界第一。今年4月最新数据显示,比亚迪实现销量21.03万辆,同比增长94.3%,埃安交付41012辆,已连续两个月交付量超过4万辆。

LI交付了25,681辆汽车,创造了新的月度交付记录。

2023.4新能源汽车销量排行榜

从事实来看,加程序之路确实已经被理想扫清了。同时,增程式动力解决方案解决了电动汽车最大的痛点——里程焦虑和充电焦虑。

高压快充可以有效解决电动汽车的里程焦虑,解决用户充电慢、充电难的实际问题,成为补能技术发展的新趋势。

各大车企追捧的800V高压快充,网上名人科技、工信部等八部门今年2月发布的《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》明确提出加快智能有序充电、大功率充电、自动充电、快速换电等充换电新技术应用。

加快‘光储充放’一体化试点应用,完善充换电基础设施。"

在政策利好下,汽车产业链加快了电气化转型步伐并增加了充电业务,并希望通过800V高压快充技术解决电池寿命和充电效率两大缺点。800V高压快充也成为所有纯电动汽车的“网上名人技术”。

今年2月,红旗官方宣布E202概念车将搭载800V快充系统,充电5分钟即可实现300 km续航;盛骏电子还发布了两条产品线和产品组合,涵盖800V电池管理系统和电力电子产品。该公司4月份的最新公告显示,

从某知名车企客户处获得约130亿元800V高压平台订单。

去年8月,奥维塔科技宣布与bp(英国石油公司)就共建高压快充签署长期战略合作协议,共同推进高压快充网络建设。到2023年底,将覆盖全国19个城市,建设100多个车站。

2023年也被业内人士普遍称为800V平台发展元年。

早在2019年,保时捷就率先量产了800V高压平台电动车Taycan。从保时捷、现代和起亚等国际巨头到比亚迪、长城、广汽和小鹏等国内原始设备制造商,也都推出了800V平台。公开资料显示,

目前,全球已推出或决定推出800V系统的汽车品牌超过20个。

到2022年

什么是800V高压平台?我们的手机充电方式已经从最早的更换电池变成了大功率快充技术,再也不用抠电池了。电动汽车行业也沿着这一思路发展。一群企业正在拼命建设和更换发电站。

例如蔚来、奥动新能源、协鑫能科、吉利、EVOGO乐行(当代安普科技有限公司旗下有限换电品牌)等。其中,蔚来建设了1000多个换电站,另一批企业走的是大功率快充路线,即提高充电速度。

快充意味着缩短充电时间和增加功率(p充电功率=U电压*I电流)。从技术角度来看,快充有两种技术路线,一种是大电流,另一种是高电压。因此,在快速充电路线上有两个阵营:

一个阵营在拼命增加电流,但它对热管理的要求很高,而且大电流充电桩极其依赖自建系统,推广难度大、成本高。

主要玩家是特斯拉。从第一代超级快充到第三代超级快充,特斯拉超级充电桩的电流从250A增加到640A,超充功率也从100kW增加到250kW,在行业内遥遥领先。

而国家电网中快速充电桩最常见的功率只有60kW和120kW,家用充电桩一般功率在7kW左右。

另一个阵营通过提高电压来提高充电效率。开发800V平台是一个确定性很高的趋势,大多数国产车企都选择了这条路。

目前主流新能源汽车的高压电气系统的电压范围一般为230V-480V(取中间值400V,统称为400V系统),充电功率的设计极限很难超过200kW。今天,这显然是不够的。在恒定电流的情况下,

将电压提高到550V-930V(取中间值800V,统称为800V系统)可以实现充电功率提高到350-400kW,充电功率明显大大提高,充电时间可以大大缩短。

从理论上讲,依靠800V高压快充,电动汽车可能会变得像燃油车一样,补充能量只需要几分钟,既高效又方便。

从400V升级到800V并不那么简单。但是,如果您想将电压从400V升级到800V,那么更换充电桩或调整电压就不是那么简单了。800 V高压快充的规模化应用仍面临技术、标准、成本和商业化的挑战。

原来,电动车上的零件全部适配400V高压系统。在400V的高电压平台下,功率半导体的材料多为硅基IGBT,可承受650V的极限电压,不耐高温,热损耗高。

然而,800伏电压系统对功率半导体有严格的要求,汽车公司需要将硅基IGBT转换为碳化硅。碳化硅具有耐高压、耐高温、高频的优点,是实现800V高压快充的神助攻。

而且,对于车企来说,这仍然是一笔不小的开支。车内IGBT约占整车成本的7%-10%,是除电池外第二昂贵的部件。用碳化硅材料代替硅基材料后,成本比以前高2-3倍。

特斯拉等行业公司认为,Model 3和Model Y等小型车改用800V的成本仍远远超过收益。

此外,将电压从400V提高到800V对电池来说也是一个巨大的挑战。充电电压和电流过大会降低电池的稳定性,容易导致起火爆炸等问题。因此,

需要对电池的正极、负极、隔膜、电解液和电源管理系统进行优化。整个行业的产业链环节都要更新。

目前社会上已配置的基础设施99%为400V,现有充电桩短时间内无法淘汰。现在,新能源汽车正在拥抱800V。如何使已投入的400V桩为800 V车辆充电,如何高效安全地升压,

如何避免快充带来的动力电池析锂和热失控也是需要面对的问题。

800V高压快充,从工程化到商业化的障碍这个行业真正的起点并不是技术,解决高压快充的技术难点并不大,而是大规模的元器件和上下游设施,以及带来的成本障碍。

目前碳化硅价格太贵,晶体生长速度慢,成品率低。这些问题不能很好地解决,其成本也不会在短时间内降下来。不仅如此,碳化硅的生产还将面临中国能否自主可控的问题。碳化硅功率器件严重依赖海外市场。

而且中国在技术上与欧美、日本等国家还有差距。根据Omdia的数据,意法半导体(ST)将在2021年占据碳化硅功率器件40%的市场份额。

其他如Wolfspeed(由Cree Cree拥有)、ROHM和Infineon也分别占据了10%的市场份额,显示出超强的市场结构。国内制造商进入市场相对较晚,

华润微、士兰微、斯达半导、时代电气、泰科天润、绿能芯、上海展信、中电科55所和13所等。正在积极部署碳化硅器件。例如,小鹏G9使用斯达半导体碳化硅功率模块来匹配800V架构。

据了解,从保时捷和沃尔沃到奥维塔和小鹏,支持800V高压快充的车型都是高端车型,基本上都在30万以上。由于成本限制,目前的800V高压快充技术也难以大规模应用。

此外,800V使用的电气设备也面临成本高的问题。目前中国普通充电桩的建设成本在不考虑其他费用的情况下高达13.4万元/桩,而保时捷之前公布的800V充电桩的成本高达7位数。

无论是车企还是电企布局,还是要看市场的选择。一方面,需要探索盈利的商业模式;另一方面,标准的统一需要一个过程。目前,中国已经与德国、日本等一些拥有先进电动汽车的国家进行了充分的协调和沟通。

形成了一个超机收费标准,全球通用。

根据中信证券的预计,到2025年超充站保有量渗透率达到公共充电站17%左右,预计形成500亿左右的市场空间。也有观点认为,从理论的提出到实践,再到规模化后的成本平衡,

或许800V真正大规模普及起码需要五年以后。但尽管如此,对于车企来说,前瞻性的技术规划和落地很有必要,毕竟800V高压快充代表着新能源车的又一次进步,

这也是给竞争日益激烈的新能源车企的又一次领跑或超车的机遇。

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