雙槍快充與800V超充哪個(gè)成本更高?800V超充的推廣遇到什么困難?哪種充電更方式具有可行性?本期【對(duì)話】與多位業(yè)內(nèi)人士探討該話題,共話快充趨勢(shì)。
編者按:
充電速度成為掣肘新能源汽車發(fā)展的難題,新能源車企共同面臨著既要提高充電速度,又要提高汽車安全性能的大考。雙槍快充、800V超充、大電流式快充……這是各家車企交出的不同答卷。騰勢(shì)作為首家推出乘用車雙槍快充的車企,最近推出了雙槍快充車型,市面上評(píng)論好壞參半。
為此,《電子變壓器與電感網(wǎng)》推出有關(guān)雙槍快充的專題報(bào)道。通過與業(yè)內(nèi)專家教授、新能源車廠商、充電樁廠商、電源模塊廠商、磁元件廠商與電感變壓器廠商的對(duì)話,以開放性角度收納了業(yè)內(nèi)人士不同的聲音。
在《1+1≥2,雙槍快充真的可行嗎?》的報(bào)道中(鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/xBI7Lo96v85V8Km14RZ4Ag),已深入探討了雙槍快充的可行性、對(duì)充電樁、充電模塊、磁元件的影響,以及探討了手機(jī)快充與充電樁演化路徑是否一致的話題。
本期【對(duì)話】則會(huì)圍繞雙槍快充與800V超充成本對(duì)比、800V超充發(fā)展面臨的難題以及快充的前景趨勢(shì)做深入剖析,共話快充趨勢(shì)。
56751 輛,這是騰勢(shì)D9今年1-6月交出的成績(jī)。
騰勢(shì)作為首個(gè)推出雙槍充電的乘用車汽車品牌,2022年推出中高端MPV車型——D9,連續(xù)半年穩(wěn)坐30萬以上豪華MPV全品類銷量冠軍。
在亮眼的成績(jī)面前,騰勢(shì)趁勢(shì)而上。今年的7月3日晚間,騰勢(shì)正式推出N7,盲訂7天,交出了訂單破萬的亮眼成績(jī)。騰勢(shì)官方稱N7的最大充電功率為230kW,可實(shí)現(xiàn)充電15分鐘補(bǔ)能350km、充電4分鐘補(bǔ)能100km,且“比800V超充體驗(yàn)更好”。
騰勢(shì)特意強(qiáng)調(diào)雙槍充電比800V超充體驗(yàn)更好,此舉頗有些耐人尋味。因?yàn)樽訢9發(fā)布以來,雙槍充電模式受到的爭(zhēng)議不斷,無論是普通網(wǎng)友、車主,還是行業(yè)領(lǐng)域KOL、專業(yè)人士都對(duì)此褒貶不一。
800V超充作為大電壓式快充,常常被拎出來與雙槍快充做對(duì)比。
“未來發(fā)展趨勢(shì)還是往800V超充走,它比雙槍快充更科學(xué),雙槍只能是妥協(xié)方案,絕對(duì)不是最終方案,最終是要被淘汰的?!蓖ê想娮有履茉雌?a target="_blank">產(chǎn)品經(jīng)理張宇恒對(duì)《電子變壓器與電感網(wǎng)》如此總結(jié)道。
01 雙槍快充與800V超充哪個(gè)成本更高?
成本是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素,雙槍快充和800V超充兩者的成本孰高孰低,在市面上似乎還沒有明確和清晰的定論。記者通過采訪幾位業(yè)內(nèi)人士,他們都有著不同的觀點(diǎn)和看法。
銘普光磁 總工程師 楊建民:800V超充的成本更高,畢竟功率差很多。800V超充現(xiàn)在也是幾個(gè)廠在推,但我覺得還是都得再觀察一陣。雙槍以前在商用車上已經(jīng)用了,那個(gè)比較成熟。雙槍每個(gè)槍的成本還是比較低的,還是得看技術(shù)的發(fā)展,剛推出來的東西成本貴,等成熟了成本會(huì)降下來。
通合電子 張宇恒:肯定是雙槍快充成本更高。800V超充目前成本雖然高,是因?yàn)檫€沒有普及,如果有規(guī)模化優(yōu)勢(shì),成本是會(huì)降的,但是雙槍是一個(gè)雙倍方案,無論怎么規(guī)?;彩请p倍的。
雙槍首先槍頭接口要用兩套,第二高壓線接口預(yù)留的都是雙倍的,預(yù)計(jì)增加成本一萬元以上。現(xiàn)在一般乘用車如果是單電池的話,一般都是用一套BMS。如果使用雙槍快充,需要優(yōu)化BMS,就會(huì)對(duì)電子元件提出了更高的要求,這樣等于說要同時(shí)把電池分成兩個(gè)部分進(jìn)行充電,并同時(shí)以120kW進(jìn)行充電,以實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。
800V超充成本目前主要體現(xiàn)在電子元器件這塊,比如對(duì)元器件耐高壓提出更高要求。如果說這些東西成熟了,規(guī)?;瘧?yīng)用后成本自然就會(huì)下降了。800V超充成本高是因?yàn)闆]有大規(guī)模量產(chǎn)導(dǎo)致的,就跟動(dòng)力電池一樣,以前貴,現(xiàn)在越來越便宜,就是因?yàn)樗笈可a(chǎn)了。但是雙充電口的設(shè)計(jì)方式,等于是一個(gè)加法,400V成本已經(jīng)降到底了,再降成本也是需要乘以2。
比亞迪 研究經(jīng)理:800V超充所有的電子元器件成本都會(huì)增加很多,而雙槍成本比800V超充的成本更高,其中主要是充電柜成本高,光一條充電線就要貴很多。在功率、充電時(shí)間一樣的情況下,對(duì)電池端或者對(duì)車端來說兩種充電方式都是一樣的,只是對(duì)充電柜來說用的是單槍還是雙槍的問題。
首先單個(gè)充電模組提高,比如一個(gè)20kW的模組,是做一個(gè)更大的還是把兩個(gè)電池包在充電柜里先并起來,然后再往外輸出,這樣集中在一起后,對(duì)充電柜的散熱也增加了。說到底是兩個(gè)槍頭成本增加還是單個(gè)成本增加現(xiàn)在還不太清楚,我覺得兩個(gè)成本上差異并不是很大?,F(xiàn)在大的工程車一個(gè)柜子兩把槍或者多把槍的充電柜已經(jīng)很多了,所以這些根本不是什么推廣的問題。
此外,如果大規(guī)模推廣800V超充社會(huì)成本會(huì)增加很多,因?yàn)槟壳斑m合800V超充的充電樁很少,所有充電樁都要換一遍,而雙槍快充方案則沒有這方面的問題。
比亞迪 銷售經(jīng)理:?jiǎn)螛尦杀静畈欢?萬塊左右,雙槍價(jià)格應(yīng)該不止翻倍了。雙槍并不是多了一個(gè)槍就多了一個(gè)槍的成本,還有另外的一些成本。因?yàn)殡p槍之后還有轉(zhuǎn)換的接口、接頭之類的,可能會(huì)多一些器件類的東西,比如IGBT,這個(gè)成本也在里面。
綜合來看,雙槍快充成本主要體現(xiàn)在它是一個(gè)雙倍方案,里面的電子元器件的成本都翻倍,充電柜成本也會(huì)增加。而800V超充則由于是大功率超充,會(huì)造成電子元器件的成本和整個(gè)社會(huì)成本都會(huì)增加很多,這也給800V超充的推廣普及帶來了重重困難。
02 壓在800V超充面前的大山有哪些?
根據(jù)物理公式,P=UI,即提高功率(P)或者說提高充電速度可以從提高電壓(U)和電流(I)兩個(gè)方面入手。
在保持電流不變的情況下,通過提高電壓來提升充電總功率,達(dá)到提高充電速度的目的,這是一種方式。目前如比亞迪漢、保時(shí)捷Taycan等“高壓平臺(tái)車型”都是基于這個(gè)原理。以保時(shí)捷為例,通過設(shè)置變電所容量允許范圍內(nèi)的高充電電壓來完成在統(tǒng)一線纜規(guī)格下盡可能高的充電功率,以達(dá)到快速補(bǔ)能的目的。
而目前在做大電流超充的主要是特斯拉,這項(xiàng)技術(shù)難度較大。根據(jù)Q=I2Rt,發(fā)熱量等于電流平方乘以電阻,當(dāng)電流提升1倍,發(fā)熱量就提升了4倍。因此大電流充電需要克服散熱問題,需要更高效的散熱機(jī)制,對(duì)電路的安全性提出了很大的要求。
相比之下,大電壓式超充實(shí)現(xiàn)難度則小很多,這也是國內(nèi)新能源車廠紛紛布局800V超充的重要原因。
但800V超充目前仍處于發(fā)展初期,800V超充不僅對(duì)相關(guān)電子元器件都提出了極大要求(相關(guān)閱讀:《集成化下,車載OBC、DC-DC對(duì)電感變壓器有何要求》https://www.big-bit.com/news/401388.html),還面臨著高成本、配電網(wǎng)難以負(fù)擔(dān)等難題。
就成本而言,據(jù)汽車行業(yè)專業(yè)媒體有駕的測(cè)算,一座A480+5座120kW充電樁的XFC超充站總成本為112.2萬元。這還是建立在不建儲(chǔ)能、不用擴(kuò)容、無需地租的情況下,只單純計(jì)算充電樁與其它建設(shè)成本。如果想要建設(shè)全是800V超充樁的超充站,那加上儲(chǔ)能,一座站的成本至少是200萬起。
當(dāng)然,得益于第三代半導(dǎo)體材料的突破,SiC器件得以替代傳統(tǒng)碳基半導(dǎo)體器件,一定程度上能夠加速800V超充的規(guī)模化應(yīng)用。近年來,雖然有國內(nèi)廠商在布局SiC產(chǎn)品,但目前仍難以滿足車規(guī)級(jí)市場(chǎng)的需求,難以實(shí)現(xiàn)SiC器件自主供應(yīng),大部分還是要依賴進(jìn)口。短期來看,SiC器件成本難以改善。
此外,800V超充在規(guī)?;瘧?yīng)用上還面臨配電網(wǎng)難以負(fù)擔(dān)的難題。由于800V超充的充電功率很大,加上用電高峰時(shí)段居民用電和新能源車車用電都趕到一起了,電網(wǎng)短時(shí)間承擔(dān)不了這么大功率。這種負(fù)荷高峰不僅會(huì)嚴(yán)重影響供電的安全與平穩(wěn),當(dāng)嚴(yán)重到電壓越限時(shí),還會(huì)影響配電網(wǎng)安全,這需要改進(jìn)線路與變壓器,電網(wǎng)要多花額外的成本鋪設(shè)新的饋線與添置變壓器。
只有在車、樁同時(shí)具備800V超充條件,并能在電網(wǎng)承載范圍之內(nèi)的前提下,才能真正達(dá)到800V超充。但出于成本等綜合因素的考量,在搭載800V超充的車、樁真正普及之前,車企也不得不尋求其他出路。
Q:與800V超充相比,雙槍快充優(yōu)勢(shì)在哪?
銘普光磁 楊建民:充電功率越大,對(duì)電池的壽命是有影響的。功率小又充得慢,我覺得雙槍可以彌補(bǔ)一下這個(gè)缺陷。雙槍有點(diǎn)介于小功率的單槍和大功率高壓充電樁之間,我覺得可以跟單槍做一些互補(bǔ)。
比亞迪 研究經(jīng)理:800V超充只能充高壓的,低電壓的車用不了。但是雙槍的話,低電壓的車都可以適用?,F(xiàn)在的雙槍都是國標(biāo)的,所有的協(xié)議都是統(tǒng)一的,單槍雙槍都可以混用。如果是用800V超充的,別的車沒辦法充。雙槍實(shí)際上用了兩個(gè)充電柜,800V超充的功率做不到現(xiàn)在雙槍這么大的功率。
還有電流的問題,電流的發(fā)熱量是按電流的平方算的,就是說用單根線走的時(shí)候,單根線發(fā)熱量跟雙槍是不一樣的,因?yàn)榫€的散熱對(duì)雙槍來說很容易做,就發(fā)熱量對(duì)充電柜的散熱來說,800V超充的要比雙槍難。
Q:雙槍快充和800V超充可以并存嗎?
京泉華 張經(jīng)理:雙槍和800V超充不會(huì)并存,800V超充普及了之后雙槍就沒有意義了,雙槍的應(yīng)用場(chǎng)景肯定是受限的。充電樁的改變不是根據(jù)車走的,是根據(jù)充電體驗(yàn)和充電未來發(fā)展趨勢(shì)走的。
通合電子 張宇恒:如果說目前有一個(gè)特定的場(chǎng)景需要用到快充,就需要雙槍。單槍已經(jīng)無法滿足應(yīng)用場(chǎng)景,雙槍充電模式是可以在某些場(chǎng)景下應(yīng)用。現(xiàn)在800V超充方案不光是給車支持,也得有對(duì)應(yīng)的樁。所以這個(gè)邏輯就是在800V超充沒有普及的情況下在某些固定的場(chǎng)景下雙充是可行的,但是它必定是一個(gè)妥協(xié)方案,不是一個(gè)技術(shù)的未來。
03 “百家爭(zhēng)鳴”時(shí)代,快充之路在哪?
誠然,想要在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)800V超充還面臨著一系列的難題,雙槍快充似乎也并非是一個(gè)完美的解決方案,但新能源汽車快充之路的發(fā)展依然方興未艾。
雅瑪西 周暉:一把槍用兩條路去充是一個(gè)好方法,可以二合一兩條路,只不過這種方式不叫雙槍充電,我認(rèn)為叫雙路充電。如果一路充電的電壓或者電流達(dá)不到,達(dá)不了快速充電的情況下,可以用兩套電路合并在一個(gè)槍上。用戶拿著一個(gè)槍卡進(jìn)去,但是有兩路充電,相當(dāng)于可以節(jié)省一半的時(shí)間。電池系統(tǒng)也是兩路,合成一個(gè)槍,我覺得這個(gè)方式可能好點(diǎn)。
京泉華 張經(jīng)理:現(xiàn)在整個(gè)充電樁的架構(gòu)都在調(diào)整,未來的架構(gòu)是分三個(gè)架構(gòu)走的,第一個(gè)是超級(jí)充電,典型的以華為推出的柔性充電堆這種方式,一個(gè)超級(jí)充電樁拖12把槍,這是一個(gè)比較主流的方向,主要應(yīng)用在乘用車上。在高速公路或者商超上用這種方式比較多,適合短時(shí)補(bǔ)電,比如說在高速公路上停的時(shí)候充電20分鐘,可能充百分之六七十就可以走了,這是一種方式。第二種是雙槍充電,這種屬于城市快速電站,是以快速充裝為主的資源站,主要服務(wù)于營運(yùn)車輛如商用車、網(wǎng)約車、出租車或者電動(dòng)大巴,乘用車到這個(gè)地方充電的場(chǎng)景比較少。第三類就是慢充,就是交流樁或直流樁,這個(gè)是放在小區(qū)或工業(yè)區(qū)里,比如說晚上車停在家里,然后插上充電口,可能一晚上8小時(shí)就充完了。
目前超級(jí)充電樁還是空白的,但現(xiàn)在高速公路已經(jīng)開始試點(diǎn)了,可能今年就大量裝了,像華為做的兼容性就比較好,可以柔性去調(diào)配電量,也可以做下一代產(chǎn)品的過渡,這個(gè)就具備演化能力了。
超級(jí)充電也叫柔性充電,一個(gè)充電堆可以配12個(gè)槍,樁只是把電接過去配電到車上,沒有能量轉(zhuǎn)換,充電堆最大輸出功率是720kW,可以去服務(wù)12根槍的電量的調(diào)配。一般充電的時(shí)候有一個(gè)充電曲線,取電的時(shí)候前期取電是快速的,到50%以上的時(shí)候,電就開始變成慢充了,對(duì)功率模塊的利用率就變低了。
而華為這款是可以調(diào)配的,比如說在12個(gè)樁之間,根據(jù)車不同的充電曲線,可以不停地把功率進(jìn)行調(diào)配,它的利用率更高。超充站講究的是回報(bào)率或收益率,同樣的車位、同樣的樁點(diǎn)、同樣的時(shí)間內(nèi)收益率比別人高,那這證明業(yè)主投資的時(shí)候就有價(jià)值,投標(biāo)率高,充電的效率高,賣電效率就會(huì)高。
華為按這種思路做了一些商業(yè)模型,目前正在推廣?,F(xiàn)在歐美也是類似這樣的架構(gòu),國內(nèi)也會(huì)推這樣的架構(gòu),這是屬于光儲(chǔ)充一體的超級(jí)充電的架構(gòu),國內(nèi)很多地方開始試點(diǎn),今年下半年開始大量建設(shè)。這些運(yùn)營未來將由中國石化、中國石油BP、南方電網(wǎng)、國網(wǎng)或者央企把這些充電站建完,會(huì)被國家管控了。
城市快充的充電站,比如說大巴運(yùn)營,或者是一些乘用車運(yùn)營的試點(diǎn),充電樁也是要迭代的?,F(xiàn)在的樁不行,比如現(xiàn)在的400多V跟800V超充不兼容,這部分樁也會(huì)變。慢充OBC小交流功率是3.3kW、7.2kW到11kW,甚至到22kW,未來會(huì)形成體系化?,F(xiàn)在充電還是比較零碎的,各家的兼容性不好,有些是特斯拉單獨(dú)裝的,有些是蔚來單獨(dú)裝的,未來可能也會(huì)行成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如果是在小區(qū)里配的話,樁位則會(huì)更多,后面可能會(huì)實(shí)行20條小直流,這個(gè)就可以直接進(jìn)行充電了。這三種模式可以是同時(shí)存在的,也是比較科學(xué)的架構(gòu)。
#以下為根據(jù)張經(jīng)理講述的華為柔性充電方案的補(bǔ)充資料
華為推出的“新一代全液冷超充架構(gòu)”的充電網(wǎng)絡(luò)解決方案,通過“一個(gè)架構(gòu)、兩個(gè)協(xié)同、三個(gè)極致”,實(shí)現(xiàn)十年IRR提升66.7%。
值得一提的是,大功率快充會(huì)不可避免地會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生損害,從而影響電池性能。張宇恒表示基于目前的電池技術(shù),快充控制在1c(一小時(shí)充滿)是壽命和滿足快速補(bǔ)能的平衡點(diǎn)。“現(xiàn)在不是做不出來快充設(shè)備,而是電池受不了。”
可喜的是,近日市面上不斷傳來電池技術(shù)取得突破進(jìn)展的消息,有望在未來對(duì)行業(yè)帶來利好。
由日本東京工業(yè)大學(xué)特聘教授菅野了次等人組成的研究團(tuán)隊(duì)聲稱成功提高了全固態(tài)電池的快速充電性能和容量。其中影響快速充電性能的指標(biāo)與目前相比最高可提升3.8倍,正極容量按單位電極面積計(jì)算提高1.8倍,均為世界最高水平。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授馬騁開發(fā)了一種新型固態(tài)電解質(zhì),其綜合性能與目前最先進(jìn)的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(zhì)相近,但成本不到后者的4%,適合進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
來自浦項(xiàng)科技大學(xué)化學(xué)工程系和黑色金屬與能源材料技術(shù)研究所的Won Bae Kim教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新陽極材料。通過增大陽極材料的表面積提升大量鋰離子的運(yùn)動(dòng)使電池充放電僅需6分鐘,實(shí)現(xiàn)了陽極材料理論容量的突破,并顯著加快了電池充電過程。
……
《電子變壓器與電感網(wǎng)》認(rèn)為電池技術(shù)的突破對(duì)實(shí)現(xiàn)真正意義上的快充具有重大意義。暫且不論是雙槍快充模式好還是800V超充好,兩者受到的爭(zhēng)議恰恰證明了在車樁比不足的當(dāng)下,消費(fèi)者真正在乎的是充電速度如何跟上新能源車奔跑的快車,實(shí)現(xiàn)充電自由。
雙槍、800V超充也好,華為柔性充電也罷,在真正的快充到來之前,“百家爭(zhēng)鳴”這一局面或許能夠加速快充時(shí)代的到來,且隨著電池技術(shù)的不斷突破,充電速度既能提上去,電池性能又好,“充電像加油一樣快”這一美好愿景就在不久遠(yuǎn)的將來。
#根據(jù)本文提到的在800V超充下,配電網(wǎng)難以負(fù)荷需要配置儲(chǔ)能的問題,《電子變壓器與電感網(wǎng)》下期【對(duì)話】將圍繞“工商業(yè)儲(chǔ)能對(duì)電子變壓器、電感器提出的要求”的話題展開討論,敬請(qǐng)期待!
本文為嗶哥嗶特資訊原創(chuàng)文章,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖那白⒚鱽碓?br />
審核編輯 黃宇
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