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    下一个风口:电动车的超级快充时代

    腾讯        2022-01-14 02:52:40        22次浏览

    续航能力一直以来是新能源车的重要诉求,2022年造车新势力将会陆续推出高电压平台以满足快充的电压。对于汽车续航有充电和换电两种方案,主流整车厂的选择会是什么呢?

    充电、换电对整车的要求是什么,性能哪种更好?充电和换电的市场空间有多大?

    01

    充电桩和换电站的应用情况

    充电技术我个人觉得更适用于乘用车,包括私家车、公务车这些应用场景比较随机,对汽车多样性需求比较多的场合;换电更适用于专用的应用场景上,比如一些运营车辆。

    这是由它们的技术特征来决定的:充电涉及到技术上的问题相对比换电要少些。充电主要是解决能量补充的问题;而换电除了要给电池充电以外还需要有些其他设备,比如对电池更换的设备、换电站里维护的设备。另外换电需要备用电池,因为换电的原理是通过使用备用电池来减少能量补充的时间。

    换电目前有个非常大的问题是标准化难以解决,标准化的问题是现在影响换电技术发展很重要的一个原因。充电主要是接口的问题,所以充电技术发展受到标准化的制约比起换电技术少很多,制约充电技术发展的很大原因是电池。

    一些厂家现在推换电的模式,个别厂家或许可以创造出一种模式来,前提是厂家首先要能承受换电带来的成本上升,当然成本上升的问题厂家可以通过资本运作的方式来解决,但是换电的标准化问题是非常难解决的,没有办法建一个换电站就把所有的场景都覆盖到。

    02

    慢充需求还是高于快充

    从长远来讲的话,从数量上讲的话,慢充的速度是会远远高于快充,或者就是所谓的换电,都会要大大的多于它,就是因为我刚才讲车辆的场景,尤其是现在我们普通的家用这种场景,它每天行驶的时间远远低于停泊的时间,实际上只要在车位上能解决充电的问题,它就对日常使用完全够了。

    只有说在你发生长途旅行的时候,才会需要一些这种快速的充电,所以从长远来讲,这种中小功率的充电的数量会大大的多于所谓的快充和换电。

    03

    充电标准区分

    一般来说我们就分成为首先是直流充电和交流充电这两大类。

    交流充电地面设施很简单功率都比较小,一般的像单相的话一般在7000瓦以下,这是我们中国的标准,欧美的标准可能略大一点,三相的交流可能能够稍微大一些,那么在按我们中国的能到40个千瓦。

    直流部分来看,在国际上它也分成了level1,level2的等级。区分大功率和普通功率,一般是以电流的大小来区分。中国以250安培为界,而欧美的标准基本是以200安培为界。但这只能作为一个参考,因为充电机的功率并不能决定后充电的速度,速度还是由车辆决定的。如果车辆的电池不容许这么快的速度,那么充电机再大也充不快。

    慢充一般是指20个千瓦以下。再往上看,在高速公路上使用的一般是60个千瓦-120个千瓦,称为中速度的充电。当充电电流超过250安培的时候,我们定义为大功率充电。

    在未来可能会存在超高级充电的方式,叫做MCS,Megawatt Charging System。目前在国际上也有非常多的企业在研究MCS,它的空间功率会达到兆瓦以上的级别,也是在为未来的超快充或者重型车辆做准备。

    至于分级的划分,国内和国外还是有很大区别的。分级实际上是源自于美国J1772标准做的定义,标示的是120伏的交流电,但120伏交流在中国是没有的,它是美国的供电系统,还有日本,以及中国的台湾地区才使用的电压等级。

    04

    充电接口的统一化具有重要意义

    目前国际上确实存在几个主流的标准,包括三个系统4种接口。

    一个是欧美的标准。欧美实际上采用的是同一种系统,它们在控制逻辑以及通信协议上是一样的,但是充电接口不一样,一个是CCS,一个是CCS2。CCS是交流和直流做在一起的组合。但在充电的时候,只会有一种,要么交流那么直流。

    欧洲和美洲的充电系统在交流部分有一定的区别,但直流部分的使用协议和控制逻辑是一样的。另外值得一提的是日本CHAdeMO的标准,其实日本的标准是全世界个直流充电系统,是在2009年年后推出的。

    还有就是中国的GBT标准,GBT标准是2011年出的版,刚才所提到的欧美ccs实际上更靠后,差不多在2012,13年的时候才落地。尽管这些标准有所区别,接口也不一样,但它们的目的是一样的,在需求上也没有根本性的差别,都是为了给电池补充能量,即插即充,这些在全球都没有什么差别。

    经过这几年的发展,国内预计推出ChaoJi接口来进行标准化,同时为了实现兼容,还在导引电路上我们做了一些特别的设计,可以通过这些电路上的一些匹配,去识别充电桩到底是个新的还是老的,然后做出相应的兼容性的调整,用这种方式来达到过渡期的兼容问题。

    05

    续航能力提升,提升电流或者电压

    从全世界范围来讲,一般来说提升功率步都是提升电流,然后再去提升电压。

    提升电流带来的发热问题,无非两大类解决方案,一个增加导体的截面积,让电阻变小。这个是常规的使用方法,就是现在越来越粗,现在出的充电线用户都拿不动了,电线变得特别硬,充电很不方便。另一种就是采用冷液,但是漏液问题会直接导致爆炸,这个也是非常值得重点解决的。

    提升电压了以后电流可以小一些减少发热,但是提升电压会带来问题。由于零部件外包,整个系统配合的并不好。随着电压升高,它的问题会越来越突出。同时提升电压会对零部件的要求增加很多,所以这个事情需要一些折中的办法,不是所有车都需要高电压平台。

    对于高温冷却来说,选择主要有两种,一般来说这个是两个方向,一个就是说冷却液的效率高一些,但它可能不绝缘,还有一个是用一些绝缘的这种材料,但是它的热效率会低一点,但是它性可能稍微会高一些。

    两个方向可能都会有一些厂家在使用,现在国外用这种普通这种液冷的方式来做的,国内可能后一种更多一点。现在可能因为从全世界范围来看,虽然大家都在搞这个,但还并没有大批量的使用,所以未来到底是哪一种技术是终的,现在应该还不是非常确定。

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