鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:732次 | 2021年08月26日
動(dòng)力鋰離子電池充電隱患是制約我國(guó)大功率充電發(fā)展
倘若充電5分鐘,即可跑200公里,那么,電動(dòng)汽車(chē)主們的續(xù)航焦慮將會(huì)徹底被處理。在這個(gè)寒冷的冬天,有關(guān)買(mǎi)了“電動(dòng)爹”的人們來(lái)說(shuō),可能比誰(shuí)都急切期望這一天的到來(lái)。好在,業(yè)內(nèi)人士一直在努力。
歐洲和北美汽車(chē)制造商一直在合作開(kāi)發(fā)和推出更快速的汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò),比如瑞士Abb在今年四月展示的350千瓦快充,宣稱(chēng)充電8分鐘續(xù)航200公里。然而保時(shí)捷已經(jīng)更勝一籌,今朝已經(jīng)與寶馬合作在其德國(guó)汽車(chē)研究院設(shè)立了一套原型功率為450KW的快速充電樁,是特斯拉超級(jí)充電樁功率的三倍以上,官方宣稱(chēng)充電3分鐘續(xù)航100公里,15分鐘即可充電80%。
我國(guó)也一直在呼吁大功率快充,目前,一些公司已經(jīng)進(jìn)行了大功率快充技術(shù)的研發(fā),比如星星充電、萬(wàn)馬新能源等研發(fā)了360kW及更大功率的快充產(chǎn)品。但同時(shí)也有個(gè)現(xiàn)象,就是我國(guó)的車(chē)企并沒(méi)有歐美那么積極和冒進(jìn),背后原由有什么?
大功率快充是必然趨勢(shì)。歐美已經(jīng)舉起350千瓦甚至450千瓦的大旗,我國(guó)跟得上他們的腳步么?目前我國(guó)的大功率充電處于什么階段?其發(fā)展的制約因素又有什么?
成本成倍新增,動(dòng)力鋰離子電池跟不上,冷卻系統(tǒng)有風(fēng)險(xiǎn)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
我國(guó)有沒(méi)有必要跟上350千瓦以上的大功率充電,這個(gè)問(wèn)題還是首先要看電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)程和市場(chǎng)的需求。北京博電電動(dòng)汽車(chē)探測(cè)部經(jīng)理于洪喜告訴第一電動(dòng),目前來(lái)講,整車(chē)的電壓平臺(tái)抬升及動(dòng)力鋰離子電池電壓等級(jí)提升帶來(lái)的成本新增以及對(duì)安全性能要求的提升,是制約實(shí)現(xiàn)大功率充電發(fā)展和使用的關(guān)鍵因素。
首先,有關(guān)汽車(chē)的使用者來(lái)說(shuō),當(dāng)然希望充電時(shí)間越短越好,但這同時(shí)意味著成本會(huì)成倍新增。充電功率實(shí)際上是電壓與電流相乘所得值,倘若提升電流,充電電纜會(huì)變得很粗,所以一般來(lái)講提高功率的手段是提升電壓。而提升電壓就要將整車(chē)的零部件、電氣零部件的電壓等級(jí)都提升,車(chē)的成本就會(huì)翻倍。另外,所有圍繞著動(dòng)力鋰離子電池的研發(fā)設(shè)計(jì)、組裝維修等相應(yīng)的要求也都要大幅度提高,才能滿(mǎn)足大功率充電的需求?,F(xiàn)有的動(dòng)力鋰離子電池電壓等級(jí)在400伏左右,倘若將其提高至1000伏,實(shí)際上成本也要新增幾倍。
成本過(guò)高必然最終反映在售價(jià)上,要了解,保時(shí)捷350KW充電的車(chē)售價(jià)非常高,要人民幣1000萬(wàn)以上。于洪喜坦言,“這都是實(shí)打?qū)嵉某杀?,不是說(shuō)出來(lái)的,這是很實(shí)際的東西。你制造一臺(tái)車(chē)可能技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)充電電壓1200伏甚至1500伏,但你這個(gè)車(chē)一賣(mài)七八百萬(wàn)甚至一千多萬(wàn),誰(shuí)會(huì)買(mǎi)?”
其次,倘若把動(dòng)力鋰離子電池的電壓提升,那么電流輸出就會(huì)相應(yīng)變大,那么充電電纜的發(fā)熱量也會(huì)變大,發(fā)熱量大就要上冷卻措施。目前用的緊要是液冷系統(tǒng),即在充電電纜上鋪設(shè)一個(gè)冷卻的液體回路,就類(lèi)似于空調(diào)的壓縮機(jī),把壓縮機(jī)裝到充電機(jī)柜里面,然后液體回路裝到充電電源里面去。但是,這就帶來(lái)了一個(gè)非常突出的問(wèn)題:一旦冷卻系統(tǒng)失效,會(huì)將用戶(hù)放到一個(gè)極其危險(xiǎn)的境地。于洪喜透露,今年四月左右,一臺(tái)保時(shí)捷在歐洲某家4S店內(nèi)充電起火,原由就是冷卻系統(tǒng)失效。
還有一點(diǎn)要考慮的就是充電系統(tǒng)與車(chē)輛的接口與充電協(xié)議。當(dāng)充電功率達(dá)到350千瓦以上時(shí),其接口與充電協(xié)議的規(guī)范就是另外一套體系了,從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上來(lái)講是要時(shí)間的。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
因此,整體來(lái)看,成本的成倍新增、冷卻系統(tǒng)安全性還不能有保障等都是制約大功率充電發(fā)展的關(guān)鍵因素。
五年商用可能性基本為零?
雖然制約因素不少,但是業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為將來(lái)大功率充電一定是趨勢(shì)。中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化中心副主任劉永東表示,大功率充電技術(shù)是現(xiàn)有2015版充電技術(shù)路線(xiàn)的補(bǔ)充,在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),大功率充電技術(shù)是在一定場(chǎng)景下的使用需求,將和現(xiàn)有充電技術(shù)路線(xiàn)長(zhǎng)期并存,不會(huì)替代現(xiàn)有充電技術(shù)。
那么,倘若克服了技術(shù)難點(diǎn),商用的可能性要怎么樣?
于洪喜指出,像汽車(chē)這種大眾產(chǎn)品,技術(shù)水平上去、成本降到一個(gè)合理的水平、安全又有保證,這個(gè)時(shí)候才是真正可以推向市場(chǎng)商用的時(shí)間點(diǎn)。他判斷說(shuō),“我個(gè)人認(rèn)為充電電壓或者說(shuō)動(dòng)力鋰離子電池的充電電壓提高到那么高的一個(gè)水平,是一個(gè)中長(zhǎng)期的發(fā)展進(jìn)程,五年之內(nèi)商用的可能性基本為零?!?/p>
對(duì)此,星星充電北京公司總經(jīng)理朱建忠表示,大功率設(shè)備其實(shí)已經(jīng)達(dá)到了要求,星星充電與保時(shí)捷配套的液冷系統(tǒng)大功率充電設(shè)備已經(jīng)下線(xiàn),所以最關(guān)鍵是看車(chē)端的動(dòng)力鋰離子電池可不可以做到相應(yīng)水平?!捌鋵?shí)寧德時(shí)代的電池已經(jīng)具備了4C的充電倍率,它在出租車(chē)有一批運(yùn)用的就是大功率充電,但是我們聽(tīng)說(shuō)因?yàn)閲?guó)內(nèi)安全考慮還是限流了。所以從技術(shù)角度來(lái)講是能做到的。至于是五年商用還是三年商用,其實(shí)我們緊要是先驅(qū)做技術(shù)和知識(shí)儲(chǔ)備,相當(dāng)于也處在一個(gè)觀望狀態(tài),我們也在等2020年和2025年這兩個(gè)分水嶺?!?/p>
劉永東則認(rèn)為,大功率充電技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,從技術(shù)提出到完成標(biāo)準(zhǔn)制定,要2-3年時(shí)間,為了適用2020年前后汽車(chē)的發(fā)展規(guī)劃,有必要今朝抓緊開(kāi)展大功率充電技術(shù)的研究、工程踐行和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作。
星星充電500千瓦液冷大功率充電設(shè)備
標(biāo)準(zhǔn)制定車(chē)企不積極,國(guó)網(wǎng)與充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商不能自?shī)首詷?lè)
有關(guān)大功率充電的發(fā)展階段,國(guó)外已經(jīng)有了未公開(kāi)場(chǎng)合的商用,比如在4S店內(nèi)的維修和樣車(chē)展示時(shí)會(huì)使用大功率充電,而在國(guó)內(nèi)還相對(duì)處于初步探索階段。雖然說(shuō)有的充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)可以做到350千瓦及以上的設(shè)備,但我國(guó)還沒(méi)有出臺(tái)詳盡的標(biāo)準(zhǔn),車(chē)端也還沒(méi)有進(jìn)行整車(chē)相關(guān)系統(tǒng)的配套。為甚么會(huì)這樣?因?yàn)橛嘘P(guān)大功率技術(shù)的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定,我國(guó)與國(guó)外是有根本性差別的。
在歐美,充電設(shè)施都是車(chē)企在主導(dǎo)研發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng),比較商業(yè)化的一些充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商背后的大股東也多是車(chē)企。比如,lonity充電網(wǎng)絡(luò)是由寶馬、梅賽德斯、福特和大眾等四大汽車(chē)巨頭合作建立的,美國(guó)的特斯拉也在建立充電設(shè)施。所以大功率充電其實(shí)也是車(chē)企在進(jìn)行推動(dòng),車(chē)、電系統(tǒng)一起在做。
而在我國(guó),目前來(lái)看車(chē)企有關(guān)充電設(shè)施的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)的制定沒(méi)有特別高的積極性,緊要是國(guó)家電網(wǎng)和設(shè)備制造商占據(jù)主導(dǎo)地位,充電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)體系目前都是中電聯(lián)在牽頭。一位業(yè)內(nèi)人士向第一電動(dòng)說(shuō),猶如他們?cè)凇白詩(shī)首詷?lè)似的,不管你車(chē)的需求究竟有什么,就自己搞?!迸e例來(lái)說(shuō),我國(guó)很多充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商都在推60千瓦、120千瓦,但市場(chǎng)上的車(chē)大部分并不要這么高的充電功率;反觀歐美就不存在這個(gè)情況,因?yàn)槎际擒?chē)企占主導(dǎo)地位。
2018年八月二十八日,中電聯(lián)與日本電動(dòng)汽車(chē)快速充電器協(xié)會(huì)(CHAdeMO)簽署了技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)合作協(xié)議,計(jì)劃共同推動(dòng)大功率充電技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。于洪喜透露,目前來(lái)講,在我國(guó)前文提到的充電接口基本已經(jīng)有了,就是來(lái)自于日本的國(guó)標(biāo),是一種插入電分開(kāi)式的接口設(shè)計(jì),其他的工作仍在進(jìn)行當(dāng)中。原計(jì)劃是今年底或者明年初公布接口的標(biāo)準(zhǔn),但今朝來(lái)看是肯定要推遲的。因?yàn)閷④?chē)提高到350千瓦的充電等級(jí)要全車(chē)整套系統(tǒng)的去升級(jí)匹配,而在我國(guó)境內(nèi)合資或自主品牌還沒(méi)有做這種樣車(chē)的計(jì)劃,所以在探測(cè)階段無(wú)法進(jìn)行實(shí)際操作,只能用仿真的試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。沒(méi)有實(shí)戰(zhàn),當(dāng)然也就無(wú)法官宣。
大功率充電不僅僅是一個(gè)充電系統(tǒng),而應(yīng)當(dāng)緊要是為車(chē)服務(wù)的。車(chē)有需求,充電系統(tǒng)才有市場(chǎng)空間,倘若連車(chē)都沒(méi)有需求,研發(fā)可能是很容易的,但就失去了原本的意義。車(chē)企與充電設(shè)備制造商沒(méi)有進(jìn)行有效的溝通和協(xié)作,這是行業(yè)中一直存在的問(wèn)題。在這種情況下,只看國(guó)外在推動(dòng)大功率充電就想趕緊跟上的想法是不好實(shí)現(xiàn)的。于洪喜也呼吁行業(yè)內(nèi)車(chē)企與充電設(shè)施相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的公司能夠合力一起將行業(yè)做好,這樣才會(huì)更好地順應(yīng)將來(lái)大功率充電的發(fā)展趨勢(shì)。
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