充電多快您滿意?聊新能源車快充技術(shù)

車輛的最大充電功率、國內(nèi)快充網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

近年來，隨著我國牌照城市數(shù)量的增加以及部分城市純電動汽車補(bǔ)貼+免搖號的政策，越來越多的人開始使用純電動汽車。對于那些使用純電動汽車的朋友來說，給汽車充電已經(jīng)成為他們汽車生活的重要組成部分。需要充電時，車主通常會優(yōu)先尋找附近的快充樁，不為別的，只為縮短充電時間。國內(nèi)快速灌注樁技術(shù)現(xiàn)狀如何？世界上最先進(jìn)的快充技術(shù)達(dá)到了什么水平？讓我們談?wù)効焖俪潆姟?/p>

●先說車，再說充電樁。

目前中國市場主流的純電動汽車產(chǎn)品使用國內(nèi)比較常見的60kW DC快充樁，從低電量充電到80%電量需要30分鐘左右。

當(dāng)電池電量超過80%時，系統(tǒng)會限制充電電流，以避免電池溫度過高或電池單元過充損壞。這就是電池電量超過80%后充電速度下降的原因。

目前市面上主流的中國品牌純電動汽車一般使用60kW DC快充樁從低功率充電到100%功率需要一個半小時左右。你覺得這個充電效率夠快嗎？我覺得60kW DC快充樁的充電速度勉強(qiáng)可以滿足城市通勤臨時供電的充電需求，充電20分鐘可以增加100km左右的續(xù)航，基本夠回家或者工作了。但是如果你想跑長途，需要給電池充電的話，會有點(diǎn)慢。

雖然國內(nèi)部分地方已經(jīng)開始支持120kW或150kW的DC快充樁，但目前國內(nèi)大部分純電動汽車的最大充電功率都在60kW以下，因此現(xiàn)有大部分純電動汽車的充電速度無法靠功率更高的DC充電樁來提升。目前在國內(nèi)銷售且支持120kW及以上充電功率的量產(chǎn)車型只有特斯拉的Model S（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、Model X（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）和Model 3（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）。

●國內(nèi)充電樁現(xiàn)狀及收費(fèi)成本

目前，接入國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的充電樁數(shù)量已達(dá)25萬個。在京、滬、廣、成四面環(huán)抱的區(qū)域，DC在主要高速服務(wù)區(qū)設(shè)置了快速充電樁，方便國民出行。此前的京廣電動游、滬蓉電動游展示了中國高速公路充電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，推薦大家觀看。

根據(jù)國家計(jì)劃，到2021年，中國的電動汽車數(shù)量將超過500萬輛。為了滿足這些純電動汽車的充電需求，充換電站數(shù)量需要達(dá)到1.2萬個，充電樁數(shù)量需要達(dá)到450萬個。從規(guī)劃來看，今明兩年中國充電樁的數(shù)量會有很大的增長。

南方電網(wǎng)在高速公路服務(wù)區(qū)新建充電樁以60kW DC快充樁為主，少數(shù)服務(wù)區(qū)也配套120kW DC快充樁。但如前所述，目前國內(nèi)大部分純電動汽車的最大充電功率都在60kW以下，使用更強(qiáng)大的DC快充樁也不會提高充電速度。對于支持120kW快速充電的特斯拉車型，使用這些120kW DC快速充電樁可以實(shí)現(xiàn)接近特斯拉超級充電站的充電速度。

說到充電成本，下面就來說說純電動車的充電成本相比燃油車加油能節(jié)省多少！這里我們以商祺MG EZS為例，用來指代其燃油版車型SAIC MG ZS。

" SAIC MG EZS和SAIC MG ZS"

燃油車油耗測試平均速度為30±2km/h，與純電動汽車低速續(xù)航里程測試平均速度標(biāo)準(zhǔn)一致。在平均時速30±2公里的情況下，MG EZS行駛100公里的成本僅為MG ZS的33%左右。

因此，純電動汽車和燃油汽車在比較購買和使用成本時并不具備完全的優(yōu)勢。當(dāng)然，車輛行駛里程越長，純電動汽車在整體使用成本上的優(yōu)勢就越明顯。

●中國最大的充電樁運(yùn)營商是誰？

這家名為TELD的公司成立于2021年，母公司為特瑞德，是一家專門從事箱式電力設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)的中德合資企業(yè)。特來電是特睿德開拓國內(nèi)充電樁市場的重要棋子。國家電網(wǎng)運(yùn)營的充電樁數(shù)量位居第二，僅次于Teruide。

江蘇萬邦德合新能源科技有限公司也是全國電動汽車充電設(shè)施發(fā)展促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)起單位，全國充電設(shè)施行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成員。

國外最新快充技術(shù)、超快充配置或引領(lǐng)風(fēng)潮

●新一代超級充電樁有多少頭牛？

說了這么多國內(nèi)情況，我們再來看看目前國外充電樁的水平。首先我們來看看特斯拉的情況。美國時間今年3月6日晚，特斯拉在加州弗里蒙特正式推出第三代超級充電樁測試版。充電樁最大輸出功率達(dá)到250kW，采用了液冷充電電纜的新設(shè)計(jì)。

從上表的對比可以看出，與目前常見的60kW DC快充系統(tǒng)相比，250kW快充系統(tǒng)是一款15kw wh/100km續(xù)航的純電動汽車，理論上100km續(xù)航需要3.6分鐘充電，也就是每1km續(xù)航僅需2.16秒。個人認(rèn)為這個充電速度足夠快，完全可以滿足純電動車臨時補(bǔ)貨的需求。當(dāng)然這里需要說明的是，純電動汽車的電池組在充電時，當(dāng)電量超過一定百分比時，充電電流會明顯減小，充電功率會小于理論最大值，充電速度也會降低。這是為了保護(hù)電池，延長電池壽命。

相比特斯拉第二代超級充電樁120kW的最大充電功率，全新超級充電樁的最大充電功率提升了一倍多。同時，通過增加充電站的功率冗余，新的第三代超級充電樁將不會出現(xiàn)多車充電分流導(dǎo)致單車充電功率下降的情況?，F(xiàn)在，兩個第二代超級充電樁共用一個變壓器。給自行車充電時，最大充電功率為120kW；如果相鄰兩個充電樁由汽車充電，第一輛接駁車的最大充電功率為85kW，第二輛接駁車的最大充電功率為60kW，會降低充電效率，讓用戶的充電體驗(yàn)變差。這也是第三代超級充電樁在升級時需要大幅度提升的地方。

此外，特斯拉表示將把第二代超級充電樁的最大充電功率提升至145kW，這可能說明Model S和Model X通過升級可以支持145kW的最大充電功率。250kW第三代超級充電樁將于今年二三季度在北美上市，四季度在歐洲和亞太地區(qū)上市。換句話說，中國Model 3客戶最早可能在今年年底享受到250kW超充的快感。

保時捷Taycan（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的前軸上有一個電機(jī)，后輪軸上有一個電機(jī)，電池組位于車身底部。車輛在0-100公里/小時時的加速時間小于3.5秒。憑借超快充電技術(shù)，保時捷Taycan可在15分鐘內(nèi)充電400公里。

這個實(shí)驗(yàn)充電站位于德國巴伐利亞州。上圖中的保時捷Panamera（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）測試車配備了90kWh電池組，充電速度超過400kW。旁邊的寶馬i3（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）測試車配備了57kWh的電池組，電池從10%充到80%只需要15分鐘。450kW實(shí)驗(yàn)充電站項(xiàng)目名為“FastCharge”，獲得了德國聯(lián)邦土地、基礎(chǔ)設(shè)施、交通和旅游部提供的760萬美元研發(fā)資金，由寶馬、保時捷、西門子、阿萊格和鳳凰聯(lián)絡(luò)E-Mobility組成的行業(yè)協(xié)會運(yùn)營。

●增加最大充電功率是趨勢，超快充電配置將引領(lǐng)未來趨勢。

要增加充電功率，可以增加充電電壓或電流。如果增加充電電流，考慮到電纜的安全載流量，充電電纜和系統(tǒng)中的線路都需要加厚。當(dāng)電流達(dá)到一定水平時，電纜體積的增大會使增加充電電流的方案不切實(shí)際。因此，目前提高充電功率的方案主要是進(jìn)一步提高充電電壓。要提高充電電壓，需要對整車零部件和電氣零部件的電壓等級進(jìn)行升級，這將大大增加車輛的制造成本。同時，整個電池系統(tǒng)的相應(yīng)性能指標(biāo)應(yīng)大幅提升，以滿足大功率充電的需求。

同時，用大功率給電池充電會導(dǎo)致電池?zé)崃匡@著增加，電池冷卻系統(tǒng)的性能和電池管理系統(tǒng)的效率對于控制電池衰減尤為重要。

目前主流純電動汽車采用DC快充時，電池組和功率轉(zhuǎn)換模塊的冷卻系統(tǒng)會更快工作，降低電池組和充電系統(tǒng)的溫度，從而避免電池組因高溫而加速老化或損壞。如果當(dāng)前最大充電功率加倍甚至進(jìn)一步增加，在保證車輛安全性能的同時，不容易控制電池組充電時產(chǎn)生的高溫，需要長時間進(jìn)行各種相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這也是350kW甚至450kW充電樁已經(jīng)配備，卻沒有量產(chǎn)車可以用的重要原因。

目前國內(nèi)大部分新推出的純電動汽車最大充電功率在40-60kW之間。實(shí)踐中，使用60kW DC快充樁充電時，很多情況下無法達(dá)到最大充電功率。為了達(dá)到最大充電功率，車輛充電系統(tǒng)需要匹配充電樁支持的電壓和電流。因此，統(tǒng)一和完善收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)高效快速收費(fèi)的前提。

未來幾年，中國品牌純電動汽車最大充電功率將逐步提升，最大充電功率80kW、100kW、120kW的車型將陸續(xù)與消費(fèi)者見面。

相信很多廠商也會看到這個消費(fèi)者的痛點(diǎn)。未來，以充電速度為賣點(diǎn)的車型將掀起一波風(fēng)潮。技術(shù)在不斷發(fā)展，450kW終將到來，只是時間問題。理論上，用450kW的功率充電，5分鐘就能充電超過200公里續(xù)航里程。你對這個充電速度滿意嗎？歡迎大家在文章底部的討論區(qū)留言，發(fā)表自己的看法。

●總結(jié):

在國內(nèi)，量產(chǎn)最快的純電動汽車依然是特斯拉的Model S、Model X和Model 3。有了超級充電樁，這些機(jī)型最大功率可充120kW。國內(nèi)高速公路服務(wù)區(qū)主要采用60kW DC快充樁，少數(shù)服務(wù)區(qū)還配備120kW快充樁。但目前國內(nèi)大部分純電動汽車只支持60kW及以下的最大充電功率，這些車輛的充電速度無法通過更快更高功率的充電樁來提升。未來，純電動汽車充電系統(tǒng)和DC快充樁設(shè)備將進(jìn)一步升級，增加最大充電功率，縮短充電時間，提升用戶體驗(yàn)。最快來到我們身邊的應(yīng)該是特斯拉的第三代250kW超級充電樁。這種新型快速充電樁預(yù)計(jì)將于今年年底在亞太地區(qū)推出。5分鐘能充120公里真的這么神奇嗎？我們可能會在今年內(nèi)發(fā)現(xiàn)！