盐源苹果,欢迎助农支农,收获阳光自然果的您!

巴蜀网

 找回密码
 免费注册

QQ登录

只需一步,快速开始

开启左侧
查看: 81|回复: 0
 物理蛋蛋 发表于: 2023-4-27 08:34:06|显示全部楼层|阅读模式

[探讨研究] 电车充电的速度 就要赶上油车加油了

 [复制链接]
源自:快科技
  就在前几天的上海车展上,理想发布了一个双能源战略。
4388-88f814f7398484855a4bd837c2434643.png
简单来说,就是同时搞插混和纯电的产品,而根据爆料,他们的第一款电车大概就是这个长得很像和谐号的玩意。
38f0-5042d9d532b2f5ba1e7a138ec5e9038c.png
光是这个战略其实没啥稀奇的,毕竟类似的车企有很多。
  我觉得比较有意思的是,理想没有选择用户口碑很好的换电路线,而是主打快速充电,并表示他们的纯电车会用上800V 高压平台。
e43c-d045ba89731154aec87c137e1ca88c6c.png
在脖子哥看来,这个方向选的还是非常正确的。
  因为这个由“数字和物理单位”组成的玩意虽然看着别扭,却有极大概率,能补上电车的最后一块短板。
  只要翻一翻各大车企的发布会就能发现,他们或多或少都提到过 800V 平台的概念。
  像是比亚迪、小鹏、蔚来,以及宝马、奔驰和保时捷,都已经或是计划在自己的车上使用 800V 平台了。
2767-97b07a2bc01891d68973ce88503e1248.png
大家之所以这么喜欢它,其实就和手机需要快充是一个道理。
  咱们可以先回想回想手机的故事是咋样的。
  当年,手机的电池基本只有一千多毫安,像苹果那样整个5V1A的慢充头,虽然不快,但也还算够用。
  但当电池变到三四千甚至是五六千毫安以后,原先的充电功率就显得有些小水管了。
  于是乎快充功率的内卷就开始了,从几十瓦到一百瓦,再到现在的200W,充满电只要十分钟,主打的就是一个效率。
e888-3da1cceb737e1a5c2882e536e84e66b0.png
电车也是一样,现在电车的电池越来越大,一百度以上稀松平常,如果只能用慢充,最少都得花费好几个小时。
  这个800V平台其实就像一个高功率的快充技术,里面的 800V 就是它支持的电压水平。相比目前主流的 500V 以内,提升是肉眼可见的。
  同样肉眼可见的,还有800V平台炸裂的充电速度。
  一般的慢充桩,充满一台车大概需要6-7个小时,而像特斯拉的V3超充桩有着400V的充电电压,充满一台车只要半个小时左右,已经算不上慢了。
  用上800V的车型,甚至能够支持4C快充,也就是只需四分之一个小时(15分钟)就能把电池从零充满。
349c-948a2e1c52399d4ca47f2d12934374d1.png
这速度,我不禁看了看 20W 的苹果原装头,你咋充得还没汽车快呢。
  所以,800V架构的最大意义就是大幅缓解了电车的补能焦虑,极大拉长了电车在补能上的短板。
  而且,它的出现也顺道解决了许多和充电有关的老大难问题。
  首先就是它能显著降低充电时的热损耗。
  我们都知道,功率等于电压乘以电流P=UI,想要提高充电的功率,要么提高电流,要么提高电压。
  如果不想对充电系统改动太大,那提升电流肯定是比较好的选择。可随着电流的变大,根据焦耳定律Q=I?Rt(其中I是电流,R是电阻,t是时间),充电系统的发热量也会增大,就会有更多的电量被浪费在发热上。
  而为了不让充电桩充着充着就烧起来,即必须给它设计散热系统。比如特斯拉的桩,就使用了风扇+液冷散热。虽然降温的效果不错,但成本也是实打实的增加了。
b758-1df8b6958855b05c57decb5207beaadc.png
但如果换成增加电压的思路,发热量Q=I?Rt就不会有任何变化,不仅充电桩的散热省了,充电的总功率还能增加,可以说是一举两得。
  这里大伙肯定要问了,像是换电和双枪充电这类技术补能也不慢,为啥大家还是愿意用 800V 平台呢?
  因为800V并不只是一个用来充电的技术,在更深度的整车工程层面,它还有着很多不容易发现的隐性优点。
  就比如,它能大幅减少电车车内各种线束的重量和体积,让电车更轻、内部空间更大。
  在印象里,电车因为没有发动机、变速箱和传动轴,讲道理底盘应该是很空的。但事实上,因为车上基本所有东西都得用电线供电,所以电车里头的各种高低和压线束也是多的不行。
  就比如特斯拉Model S,全车的线束就有3公里长,重量也有数十公斤。
40d4-a52405abbe4b96726f802ad6149e9766.png
而为了适应更大功率的三电系统,车上的线束就要承受更大的电压或是电流。但电线有一个特性,想要承受的电流大,就必须有着更大的横截面积,也就是变得更粗。
e316-92b1a58dce2382331a79679803a78a33.png
如果电压不增加,想把功率做大就只能增大电流,就必须使用更粗的电线。而车里的线束本来就长,整体的重量、体积也会跟着变大。
  变大的重量不仅会影响续航,更大的体积也会影响车里的空间。
  就像有些电车后排地板的隆起,其实就是为了给高压线束腾位置。
1cba-d2cc263219a19a8db386630ebeb3a6c1.png
相比之下,高电压的方案就显得非常完美了。因为想让电线能够承受的电压变高,只需要更换耐高压的材料就行。
  而且因为电压升高,电流也可以适当变小,电线的横截面也能变小。
  这样一来,线束细了,体积就小了,重量也就轻了。不仅不会影响续航,还能减少线束占用的空间。
  现在大家知道为啥厂商们都准备用800V架构了吧,这玩意,简直就是……
  百利而无一害啊。
  不过,任何完美的东西实现起来,难度都是非常非常大的。
  因为800V高压平台说到底,是一台车整体的升级。
  也就是说不光是电池充电变快了,电驱、电控也都得变成支持高压的,甚至是空调压缩机,都得扛得住 800V 电压。
00be-3274b1a411980d908e0ebe157232b907.png
这里头最难搞定的,就是支持高压的芯片。
  在800V架构还没落地的时候,车上的各种控制芯片主要采用的是MOSFET和IGBT模块,也就是集成在单片硅上的固态半导体器件,大概长这样。
bbc9-8757672d4139fc769f5fcc6b50116f0d.png
他们的作用,是控制车上各种电器,比如电驱、逆变器、压缩机、充电器等等。
  这些模块,在500V以下的电压区间工作没有啥问题,一旦电压达到800V以上,它们就有些吃不消了。
  解决方案,就是把MOSFET和IGBT模块换成基于碳化硅SiC材料的版本。
1f3a-69581f9443af33fd46e259feb2a40fd9.png
这种材料,有着高临界击穿电场、高电子迁移率的优势。说白了就是不仅耐高压、耐高温,性能还贼强。
  它有多耐高压呢?就比如普通的 IGBT 能够承受 650-1200V 的电压,而碳化硅是20KV,也就是20000V,直接提升了小 20倍。
  怪不得大家都抢着用呢。
  当然,好东西肯定技术含量高,而且还卖得贵。
  现阶段,IGBT 的成本就占整车成本的 1 成左右,是电动车除了电池以外第二贵的部件。而 SiC 原件的成本是则它的2-3倍左右,还真得有点家底才用得起。
ff70-00dc69f49d0b54fc1761b445463a326b.png
所以,就算知道碳化硅好使,马斯克在之前还是宣布会大大降低特斯拉车型对它的使用。
  毕竟这么贵的玩意,和特斯拉降本增效的理念多少还是有些冲突的。
  不过好消息是,这几年碳化硅的成本可以说是一降再降,根据德邦证券预计,在 2025年左右碳化硅的成本会和现在的 IGBT 持平。
7695-5a27ca5ac39800ab41435854dc663e76.png
并且,虽然目前最顶尖的IGBT和碳化硅技术都被国外企业所垄断,但国内已经出现了像比亚迪这种拥有完全自研全产业链的企业。
  而比亚迪的调性大家也都知道,就是把高价格的东西整成大伙都能用起的模样。
b5f3-9fb368325257a2436f3db6832e2bf141.png
假以时日,十万块入手800V架构的车型,也并不是完全没有可能。
  很长时间以来,电车最被人诟病的地方就是续航短以及补能慢。可随着快充、高能量密度电池的出现,这些短板已经在一个个被逐渐补齐,现在的电车
  好像变得越来越香了。
  “阁下加油只要五分钟确实很快,但试问如果我拿出 800V 高压快充和固态电池,加上我极为强悍的性能数据,请问阁下会如何应对呢?”
  责任编辑:上方文Q
『 巴蜀网 』提醒,在使用本论坛之前您必须仔细阅读并同意下列条款:
  1. 遵守《全国人大常委会关于维护互联网安全的决定》及中华人民共和国其他各项有关法律法规,并遵守您在会员注册时已同意的《『 巴蜀网 』管理办法》;
  2. 严禁发表危害国家安全、破坏民族团结、破坏国家宗教政策、破坏社会稳定、侮辱、诽谤、教唆、淫秽等内容;
  3. 本帖子由 物理蛋蛋 发表,享有版权和著作权(转帖除外),如需转载或引用本帖子中的图片和文字等内容时,必须事前征得 物理蛋蛋 的书面同意;
  4. 本帖子由 物理蛋蛋 发表,仅代表用户本人所为和观点,与『 巴蜀网 』的立场无关,物理蛋蛋 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任。
  5. 本帖子由 物理蛋蛋 发表,帖子内容(可能)转载自其它媒体,但并不代表『 巴蜀网 』赞同其观点和对其真实性负责。
  6. 本帖子由 物理蛋蛋 发表,如违规、或侵犯到任何版权问题,请立即举报,本论坛将及时删除并致歉。
  7. 『 巴蜀网 』管理员和版主有权不事先通知发帖者而删除其所发的帖子。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 免费注册

本版积分规则

© 2002-2023, 蜀ICP备12031014号, Powered by 5Panda
GMT+8, 2023-10-4 05:05, Processed in 0.062400 second(s), 9 queries, Gzip On, MemCache On
快速回复 返回顶部 返回列表