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超級快充賦能新能源汽車駛入“快車道”
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超級快充賦能新能源汽車駛入“快車道”

2021-11-08 10:02:52 來源:連接器世界網 作者:橙子 點擊:2007

【嗶哥嗶特導讀】自“雙碳”政策提出以來,我國新能源領域得到快速發展。今年9月,新能源汽車的市場滲透率達17.3%,繼續維持歷史高位。隨著新能源汽車的發展,超級快充技術出現并不斷發展進步,但這其中也仍存痛點,連接器作為超級快充中的必需零部件,又該如何在其中謀求發展?

近日,中國汽車工業協會公布數據,今年1月至9月,我國新能源汽車產銷量分別達到216.6萬輛和215.7萬輛,同比增長1.8倍和1.9倍。其中,9月份新能源汽車產銷環比和同比雙增長,產銷量再創歷史新高,我國新能源汽車市場滲透率繼續維持歷史高位,達17.3%,新能源乘用車市場滲透率達19.5%,新能源汽車開始真正駛入“快車道”。

新能源汽車的出現不僅減輕了環境壓力,還為人們的出行生活帶來了便利,但由于發展時間較短,技術不夠成熟,新能源汽車充電時間長、續航時間短、充電困難等問題還有待解決。國慶假期,“油車已到家,新能源汽車還在服務區排隊充電”的新聞也暴露出了新能源汽車充電速度慢的問題,新能源汽車的迅猛發展更是將解決此類問題的緊迫性推向高點,超級快充技術便在此時應運而生。

超級快充賦能新能源汽車駛入“快車道”

汽車超級快充方案:高電壓平臺+超級充電樁技術

“充電慢”是目前新能源汽車行業的核心痛點,汽車充電速度主要取決于充電功率,充電功率等于電壓和電流的乘積,因此,要想提高新能源汽車單位時間內的充電功率,縮短充電時間,就必須提升輸入的電壓或電流。

廣汽埃安新能源汽車工程部經理鄭長安告訴記者,超級快充現在還沒有相關的定義標準。“因為超級快充還是一個新事物,很多時候標準的制定都有一定的滯后性。其實針對充電樁,國家已經有相關的標準,但超級快充現在仍是非標。”他說道。據悉,目前區分慢充、快充和超級快充主要是憑借充電的功率以及時間來判斷。

“高電壓平臺+超級充電樁技術”是實現大功率快充的主要方案,近年來,海內外車企紛紛開始落地布局,優勢逐漸明顯。高電壓平臺能夠提高電池放電倍率,匹配驅動系統功率需求,以滿足新能源汽車超高的動力需求,提高其動力性能;其次,在功率不變的情況下,高電壓能夠降低電流,有效減少系統熱損耗,提升新能源汽車的續航里程。

深圳市永聯科技股份有限公司大項目經理陳小平表示,超級快充的核心就是AC-DC充電轉換模塊,在保證安全可靠的前提下,將充電模塊的輸出電壓做到最大限度的高壓、大電流,充電速度也自然變快。

近年來,國內公共充電樁新增投建數量保持較快增長。從電壓上看,國家電網招標充電樁的充電模塊目前已可兼容 DC200V-750V,未來將主要開發750V 并提前研發950V的充電模塊。

超級快充賦能新能源汽車駛入“快車道”

發展仍存痛點

理論上來說,充電5分鐘以內,實現500公里以上的續航,就可以基本取代汽油車,充電3分鐘,續航1000公里以上就可以完全取代汽油車了,而要想實現此目標,汽車充電率需要達到12C以上,超級快充在解決新能源汽車痛點的同時,自身也還需面臨挑戰。

·電池安全

目前,超級快充被討論最多的就是電池安全問題,高倍率的充電使得電池釋放大量熱量,對其造成損耗,影響穩定性,從而減少電池的充電循環次數,安全系數下降,縮短電池使用的壽命。所以,提高車輛熱管理系統的效率、優化電池材料以及降低電池內阻都是超級快充發展過程中需要面對的挑戰,要想發展超級快充,就需同步提供汽車電池的解決方案。

合肥國軒高科動力能源有限公司研發部總經理宋金保提出,電池的安全問題應主要從以下三個方面入手解決,一是選用安全的材料,比如盡量用磷酸鐵鋰電池,少用高能量密度的材料;其次,電池盡量做扁平薄,以達到更好的導熱效果;三是增加極耳的數量,便于散熱。

·電費成本

電費成本的高低是影響用戶是否會選擇超級快充的重要因素,充電費用偏貴導致超級快充的使用率不高。有車主表示,家充一度電僅三毛多,一個月電費在100元左右,但是使用超級快充,一次就需花費近百元,并且還有停車費需要支付,充電成本進一步增加,所以一般情況下,車主不會選擇使用超級快充。

此外,建設超級充電樁也并非易事,基礎設施的設計及鋪設成本居高不下,也給企業帶來難題,鄭州賽川電子科技有限公司副總經理盛全德表示,只有將成本降下來,超級快充才能真正的市場化,在充電領域,誰能解決超級快充的問題,誰就可以擁有一席之地。

·標準問題

深圳市巴斯巴科技發展有限公司研發總監徐平安指出,在新能源汽車市場存量越來越多的情況下,確定超級快充的具體標準已是迫在眉睫。

目前,國內的主機廠都“各自為政”,自行投入生產研發,不管是超級充電樁還是車內的連接系統,都已進入投放調試階段,并且,主機廠都做出了相應的規劃,幾乎每個廠商都要求明年在中國需建立200-300個超級充電站,但由于沒有具體的標準,所有的充電站都無法對外開放。

徐平安表示,巴斯巴科技去年推出了120多萬臺車,今年預計突破300萬臺,明年可能會達到500萬臺,整個新能源汽車的市場存量也將越來越多,如果標準不能及時推出,日后便很難再進行調整,但是標準的制定尤為謹慎,需考慮可靠性、安全性和適用性等多方面因素,且我國目前沒有足夠的應用案例和數據支撐,核心的技術與材料亦不夠成熟,因此,標準問題成為影響超級快充發展的又一重要因素。

多家車企落地布局

超級快充是新能源汽車發展的必然趨勢,特斯拉、小鵬汽車、廣汽埃安等多家車企落地布局超級快充。

·特斯拉

特斯拉的超級快充目前已經發展到了第三代,其V3超級充電樁可支持高達250kW的峰值充電功率,部分車型在此條件下,充電15分鐘可補充250km續航電量。特斯拉CEO馬斯克在推特上透露,未來特斯拉將會對超級充電樁網絡進行再一次升級,將充電功率進一步提升到300kW,這意味著Model 3僅需十幾分鐘即可充滿電。

目前,特斯拉在全球范圍內擁有超過25000個超級充電樁,在我國建設的超級快充充電站已超過920座,擁有充電樁數量7100多個,覆蓋我國超過330個城市。

馬斯克在今年表示,特斯拉有計劃對其他電動汽車開放超級充電站網絡,電動汽車整體高速續航焦慮有望得到緩解。

·小鵬汽車

作為國內電動汽車廠商中的中流砥柱,小鵬汽車超級充電樁增速迅猛,僅僅在今年9月這一個月里,小鵬汽車便上線了40座品牌超級充電站以及27座目的地站。數據顯示,小鵬汽車在全國范圍內已累計上線了439座品牌超級充電站,覆蓋全國各地121個城市,數量緊追特斯拉。有消息稱,未來三個月,小鵬汽車還會在華北、東北、華東等多個區域上線數百座超級充電站。

近日,在1024“小鵬汽車科技日”上,小鵬汽車提出了“超充覆蓋+全面布局”的解決方案,設立了2021年覆蓋全國所有地級市,2022-2023年實現全國縣級市及全國高速補能體系的覆蓋,并且2023年內完成超級補能體系的相應部署。

其超級補能體系包括中國首個配置有碳化硅芯片的800V高壓的量產平臺、配套的480kW高壓超充樁以及自研的儲能充電技術。在800V高壓平臺下,充電峰值電流大于600A,而電驅最高效率將大于95%,即充電5分鐘便可實現200km的續航。

·廣汽埃安

今年8月底,廣汽埃安發布了“充電5分鐘、續航200km”的超倍速電池技術和A480超充樁,可謂是歷史性的突破。

廣汽埃安的超級快充電池電壓可達880V,最大充電功率為480kw,與其A480超級充電樁匹配后,可實現6C高速充電,電量從0%到80%只需8分鐘,30%到80%只需5分鐘,充電速度超過特斯拉V3超級充電樁,甚至不低于燃油車的加油速度。

8月30日,廣汽埃安首個超級充電樁在廣州東宏國際廣場落成。據悉,廣汽埃安將在全國范圍內快速建設布局超級充電樁,并計劃在全國300個城市建設2000座超級充電站,于2025年實現全覆蓋。

除此之外,R汽車、比亞迪、蔚來等車企也進行了超級快充的布局,在2021東風汽車品牌秋季發布會上,嵐圖汽車公布了又一超級快充技術,最高支持800V高壓快充,可實現充電10分鐘,續航400公里的目標。相比傳統的快充方案,此高壓快充方案更加穩定、安全,據悉,此技術目前已進入到整車測試階段,預計很快就能面世。

連接器如何謀求發展?

用于超級快充的連接器可分為高壓連接器和充電連接器兩大類,需要滿足高壓達到1000V,電流在短時間內達到600A、長時間達到300A以上的基本要求,在超級快充中應用的連接器數量龐大,而且具有其他特殊的要求。

不管是高壓連接器還是充電連接器,超級快充的性質要求需增大它們的過流能力,與此同時,其發熱量也會大大增加,要想保證經過長期以往的電流循環,連接器依然可以承受輸送同等的電流,其材料的選擇、端子的設計以及溫度傳感器的數量都需要符合特定的要求。

賽川電子副總經理盛全德指出,超級快充需要解決連接器的功率與溫升問題,要想在保證安全的前提下提升充電速度,就需要在最大范圍內把連接器的溫升降到最低,溫度傳感器能夠實時監控溫度,幫助企業在合理的范圍內,將連接器的效率最高化。

巴斯巴科技研發總監徐平安表示,以往的連接器不具備溫度傳感器,但超級快充面臨著發熱量過大導致連接器失效的問題,為了防止出現熱失效,連接器的操作端需要增加兩個溫度傳感器,進行溫度測試。其次,連接器的端子也需要經過特殊設計,把對插的電阻降低。

“以前的連接器是以壓接為主,壓接已經是非常成熟的一個工藝,但是隨著連接器要求的增加,我們選擇了采用超聲波焊接工藝,在這方面,我們巴斯巴科技很早就進行了布局,我們擁有的超聲波焊接機最大焊接平方數可達到180平米。”徐平安說道。

據悉,在連接器的設計方面,巴斯巴科技已將連接器與傳感器一體化,并將連接器以及端子連接的塑膠材料的耐溫等級提升到了140度以上,從而提高了整個產品的耐溫等級。

此外,因為新能源汽車上電流增大,連接器、線纜的數量增加,所占體積也會隨之增大,該如何在控制體積的同時保證其過流能力,甚至是發熱的可控性,是連接器所面臨的挑戰。

總結

記者在采訪過程中了解到,新能源汽車在未來還是會以慢充為主,超級快充與換電為輔的形式發展,但不管是針對充電設施,還是新能源汽車中的高壓連接器與充電連接器,超級快充都會在每個主機廠未來推出的全新車輛中進行匹配應用,因此,超級快充在未來將繼續賦能新能源汽車駛入“快車道”。

本文為嗶哥嗶特資訊原創文章,如需轉載請在文前注明來源嗶哥嗶特資訊及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

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超級快充 新能源汽車 連接器

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