快速充电功能正日益成为新能源中高端车型的标准配置,快速充电技术也正成为新一轮动力电池制造商竞争的焦点。2023年,800V战争正式拉开帷幕。在落地产品中,埃安、小鹏、智己、合创先锋一步。与此同时,华为、极氪、理想、蔚来,甚至宝马、奔驰、现代、起亚、保时捷等国内外品牌也发布了800V平台产品或目标规划。没有800V意味着技术落后已经成为电车发展的新趋势。
目前,市场上大多数先进纯电动汽车配备的电池都来自400V电压平台,在250A电流下30分钟可以实现30%-80%的能量补充。虽然充电速度不慢,但时间是800V快速充电时间的两倍或两倍以上。这种充电速度在假期和其他旅行高峰期是不够的。
800V快速充电平台技术也存在发展差异,但从充电效率的角度来看,速度快是一个共同的特点。配备800V快速充电技术的纯电动汽车一般声称,充电5分钟可以增加200公里的电池寿命,充电15分钟可以增加500公里。这种充电速度对紧急车主非常友好,提高充电效率可以更有效地提高充电桩的利用率。
800V超充成快速补能稻草
11月,新能源汽车的渗透率已超过40%,但续航能力低、充电慢一直是困扰新能源汽车车主和汽车企业的难题。大多数新能源汽车的实际续航里程低于600公里,一般低于燃油汽车的续航里程,难以满足城际间长里程的需要。同时,现有的充电技术需要消费者等待 40 充满时间需要几分钟甚至更长时间,而燃油车的加油过程只需要 5 相比之下,分钟补能效率更低。续航里程和充电速度是制约新能源汽车替代燃油汽车的两大短板。汽车公司的解决方案包括:提高带电量,提高补能效率。
提高电能可以缓解续航问题,但边际效益会下降。HEV、PHEV、EREV 车型通过燃油提高耐久性。纯电动汽车可以通过增加电池带电量来实现高耐久性,但电池是新能源汽车价值最高的部件。带电量的增加将导致边际成本和车辆重量的增加,车辆购买成本和车辆功耗也将增加。
以威莱为代表的充电端换电模式、以特斯拉为代表的高电流模式、以传统高端OEM车型为代表的800V车辆电压平台模式已成为最主流的三条充电竞争路线。其中,800V高压超快充电被业界普遍认为是理想的技术路径和解决方案。
800V车辆电压平台具有许多优点。它们可以以较低的电流提供相同数量的相同功率。通过将电压加倍并具有相同的电流,它们可以为车辆提供两倍的能量输入。主要优点是同尺寸电池充电时间快50%左右。
如果充电时间足够快,电动汽车不需要1000公里的续航里程。因此,动力电池可以更小,减轻整体重量,从而提高效率。同时,由于电压高,电流少,电缆和电线可以更小更轻,从而减少昂贵笨重的铜的消耗。由于能量损失较少,这意味着更好的范围和更好的运动性能,因此不需要更复杂的热管理系统来确保电池在最佳温度下工作。800V平台系统与新兴的碳化硅Sic芯片配合使用时,至少可以提高动力总成的效率5%。
在目前的400V电压和250A电流下,一辆配备100kWh功率的电动汽车需要30分钟才能充电30%到80%。如果电压升高到800V,电池可以在15分钟内充满,达到4C的效率,基本满足现阶段消费者的快速充电需求。
保时捷Taycan是第一款将最大充电功率提高到350KW的800V高压平台的大规模生产车型,可在约23分钟内将动力电池从5%充电到80%,相当于300公里的电池寿命。在相同的功率下,当电压从400V提高到800V时,工作电流将减少一半,然后线束体积和功率损失将减少。
2023年,越来越多的新车型采用了800V技术。小鹏G6配备的800V高压平台只需1分钟就可以为车辆增加5%的里程。广汽埃安高端车型豪铂GT以其800V高压技术,在15分钟内快速充电450公里。
高压快速充电已成为越来越多国内外主流汽车公司深入布局电气化的路线选择,促进了汽车级碳化硅站的新出风口,为缓解里程焦虑带来了突破性的解决方案。车辆选择高压结构是实现超快速充电的唯一途径。目前,约800V的高压可以支持2倍的充电快速充电。
高压超充普及不可能一蹴而就
全球有20多个汽车品牌推出或确定推出800V系统。许多汽车公司都在密切关注布局,剑指的是电动汽车的最后一个痛点,已经确立了行业超级快速充电的趋势。
未来将有更多的车型应用800V高压架构。预计2025年,中国将有99.9万辆新能源汽车配备800V高压架构,预计全球将有215.3万辆新能源汽车配备800V高压架构。届时,800V行业市场规模预计将达到324亿元;2030年,这个数字可能会达到878亿元。
在巨大的市场空间背后,800V高压超快充的大规模应用也存在一些争议和挑战,不解决就会成为负担。由于高压充电技术需要使用更高的电压,如何确保充电过程中的安全已成为一个必须解决的问题。二是成本问题。与传统低压充电技术相比,800V高压充电技术的成本仍然较高,这也限制了其在市场上的普及。最后是电网容量问题。高压充电技术的使用需要更大的充电功率,需要与电网充分配合。但目前电网容量普遍不足,高峰期充电需求过大可能导致电网负荷过大,对电网产生不利影响。
800V电池需要更小的电池,电池成本会更高。如何解决这个成本问题,业内还没有给出答案。目前还没有一家公司能够将800V的成本降低到接近或略高于400V的水平。
因此,为了发挥其作用,相关产业链和新能源汽车生态仍有待进一步发展,充电站与储能的结合可能成为趋势的最佳解决方案。目前,小鹏新一代800V超充电站配备储能技术,解耦车辆超充和电网容量。单个充电站储存的电源最多可支持30辆汽车充电;广汽埃安在超充电站采用光伏发电 智能储能组合;一些特拉斯超充站还配备了太阳能电池板天花板和特斯拉电池储能设备Powerwall。
为了实现快速充电平台的普及,需要跟进电池匹配、快速充电网络等产业链的上下游。在即将到来的2024年,更多的汽车公司应该通过整个上下游产业链资源为新能源汽车用户带来更方便的汽车体验。
百姓评车
为了实现更快的充电速度、更长的电池寿命和更低的成本,电动汽车确实需要使用高压平台。800V是目前理想的解决方案。800V潜力巨大,高效充电也将是未来的大方向。未来,随着950V充电桩的普及,800V将成为大多数电动汽车的标准配置,这需要企业投入大量资金,积极升级相关产业链,尽快解决电力容量问题。否则,面对汽车用电市场的不断壮大,基础设施跟不上,也会减缓电动汽车市场的扩张。
目前,许多独立品牌已经对800V等一系列新技术进行了研究。通过不断丰富的技术积累,应该从2024年开始突破新能源时代的充电问题。一旦超快充电覆盖全国大部分角落,油车可能会进入最后一搏,因为电动车续航和充电的焦虑已经完全消除。为了满足未来800V充电站的大规模普及,电网只能进行大规模的升级和优化,但基础设施建设不是一蹴而就的。整个过程无疑是漫长的,这也注定了800V超充的大规模应用可能不会在短时间内迎来井喷式发展。
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