隨著漢L/唐L的發(fā)布,我們首次見到了比亞迪超級e平臺的兆瓦級快充技術(shù)(1MW=1000kW),隨后,吉利極氪、華為鴻蒙智行也相繼預(yù)告即將推出同等級的快充系統(tǒng),其最大功率分別達到了1.2MW、1.5MW。本期我們就來聊聊,究竟什么是兆瓦級快充,以及該技術(shù)將為電車出行帶來哪些革命性改變?
什么是兆瓦級快充?
所謂兆瓦級快充,即通過專用的閃充樁給閃充電池充電,最大可以達到1MW(1000kW)以上的充電功率。按照比亞迪官方公布的數(shù)據(jù),該閃充樁最高可提供1.36MV(1360kW),應(yīng)用該技術(shù)的唐L/漢L(純電版),充電1s增加2km的續(xù)航里程,5min即可獲得400km續(xù)航,這已經(jīng)無限接近油車加油的速度。
要達到這樣的兆瓦級的快充速度,不光需要高功率的閃充樁,同時車輛本身也能承受住高電壓和大電流。而比亞迪這套以磷酸鐵鋰材質(zhì)體系為基礎(chǔ)構(gòu)建的閃充電池首次達到了10C倍率,即在1000V的電壓平臺下最大能允許1000A的充電電流。
作為對比,目前行業(yè)高端電車使用800V電氣架構(gòu),以使用寧德時代麒麟電池的小米SU7 Max為例,最高充電倍率為6C,即如果是100kWh的電池容量,最大允許充電功率為600kW,充電5min可增加200km純電續(xù)航。其他400V電氣架構(gòu)的純電或插混車,則大多為4C以下充電倍率。
在此背景下,華為鴻蒙智行計劃在4月22日正式發(fā)布的兆瓦級充電產(chǎn)品,可以達到1.5MW(1500kW)的充電功率,最大可提供2400A充電電流,可實現(xiàn)每分鐘補電20kWh,10分鐘即可補完充滿。同樣的,吉利極氪也即將在今年上海車展1.2MW全液冷充電樁的技術(shù)細(xì)節(jié)。
如何做到兆瓦級快充?
眾所周知,P=I×U。即,提高充電功率需要從電流和電壓兩個角度入手。
首先是充放電電流,目前高端電池能夠允許的充放電電流已經(jīng)達到了500-700A,根據(jù)電熱公式,熱功率(無效做工)與電流的平方成正比,大電流帶來的熱損耗是非常嚇人的。更重要的是,過高的熱功率會讓設(shè)備升溫,進而導(dǎo)致電阻增大,然后進一步拉高熱功率,這是個惡性循環(huán),最終導(dǎo)致熱失控。
為此,上述兆瓦級快充樁都采用了全液冷散熱系統(tǒng),不依賴自然散熱,而是通過冷卻液主動給充電設(shè)備降溫,既保證了穩(wěn)定的充電電流,也能最大限度降低電阻,降低熱損耗。同樣的,目前大部分高端電車都配備了電池溫控系統(tǒng),但不見得能像比亞迪超級e平臺一樣Hold住1000A以上電流帶來的熱量。
相比于電流,通過提高電壓等級來增大功率確實會更高效一些,這也是為什么國家電網(wǎng)都采用升壓輸電方案的核心原因(熱損耗少)。至于乘用車領(lǐng)域,從當(dāng)年的IGBT到如今的SiC,電控模塊能夠?qū)崿F(xiàn)的電壓平臺也從當(dāng)年的300V提高到如今主流的800V左右,電機和電池的輸入/輸出性能自然也水漲船高。
而比亞迪超級e平臺采用的是全新設(shè)計的碳化硅功率芯片,最高電壓等級達到1500V,而閃充電池的充電電壓則為1000V。當(dāng)然,高壓還是容易帶來設(shè)備擊穿的問題,要達到千伏電壓等級,對車輛三電系統(tǒng)及充電樁的所有組件的絕緣品質(zhì)都是個考驗。
真的能和加油一樣快嗎?
站在車主的視角,兆瓦級快充怎樣先進不重要,如何改變出行生活才是關(guān)鍵。
字面意思上,所謂10C充電倍率的閃充電池,即100kWh的電池組,最大能達到1000kW的充電功率。但很顯然,這個功率也僅僅是個峰值,特別電池電量0-20%和80-100%這兩個區(qū)間,是絕不可能達到這個功率水平的,為了保證安全依舊是涓流充電。
說白了,目前鋰電池材質(zhì)體系下,任何廠商都不敢說自家的電車從零到充滿電只需要XX分鐘。就跟“給水瓶裝水”一樣,存量太少或太多時,都不能用最大流量灌水,會損壞瓶子以及溢出來。
當(dāng)然了,要電車充電和油車加油一樣方便快捷,解決方案也不是沒有。
對于車輛本身,鑒于電池有最佳充放電區(qū)間,以后廠商也不用再以總電量來標(biāo)定續(xù)航能力了,可用電量干脆全部設(shè)為總電量的60%(20-80%),這樣電車的充電速度就完全能和油車加油掰手腕。至于是否利用剩余的40%,則由車主根據(jù)需求自行判斷。
然后是更高功率快充設(shè)備的建設(shè)普及,其實還有很長的路要走。目前國家電網(wǎng)在高速服務(wù)區(qū)規(guī)劃的充電站,大部分還都是60-120kW的充電功率,即便是特斯拉V3充電樁也才250kW,對于車主來說,即便買了能夠進行兆瓦閃充的車子,生活圈沒高規(guī)格的充電樁用也是白瞎。