電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠)電動汽車正如火如荼地變革著交通出行,規(guī)模持續(xù)增長的電動汽車市場不斷有新的車型推出。相關技術也在不斷革新,新的電氣架構,新的電池,新的充電技術等等。
就像許多手機用戶會有電量焦慮癥一樣,在電動汽車越來越普及的今天,電動汽車帶來的電量焦慮也一直困擾著很多車主。如何讓電動汽車續(xù)航更持久,如何減少充電時間,是產(chǎn)業(yè)鏈上相關廠商一直都在努力攻克的難題。
電池與充電,解決電量焦慮
電動汽車續(xù)航里程是一個綜合性問題,最直接的決定因素是大家熟知的電池容量。電池容量就像普通燃油車的油箱存油量一樣,直接決定了車輛總的續(xù)航里程范圍。車身重量也很大程度上影響了車輛的續(xù)航里程,載重越大續(xù)航里程越少,所以現(xiàn)在電動汽車都在盡可能減少車身各組件的重量。氣溫等外界環(huán)境也在一定程度上影響了續(xù)航。
所以說想要延長電動汽車的續(xù)航里程,可以從很多方面進行切入。增加電池尺寸從而增加電池容量可以很明顯的增強電動汽車的續(xù)航能力。但單純地增加電池容量并不是萬能的解決辦法,這需要以不增加充電時間為前提,否則增加電池容量難有足夠的現(xiàn)實意義。
充電技術,從電池組的另一個角度解決電量焦慮問題。就像手機領域不斷發(fā)展的快充技術,大幅縮短了手機充電時間,電動汽車如果能將充電時間減少,也相當于一定程度上減少了車主的電量焦慮。
目前,大多數(shù)電動汽車配備的充電方案均為交流電AC和3.3 kW單相電源或高達22 kW三相AC。一些高端汽車可以提供高達150 kW的DC充電功率,并在沒有可用的直流充電站的情況下使用慢速AC充電作為后備選項。慢充這里就不提及了,直流快充是解決電動汽車續(xù)航焦慮的焦點技術,已經(jīng)成為國內(nèi)外新的技術競爭關鍵點。
大功率充電HPC作為解決電量焦慮的有效手段被重視起來,直流快充中的大功率充電HPC要實現(xiàn)的目標類似于燃油車的停車加油加完即走。在短暫的加油時間,大功率充電HPC能完成對電池的充電,HPC的目標是將支持300 km里程的充電時間壓縮至10分鐘內(nèi)。在不遠的將來,500kW甚至是1MW功率水平都是可能的。
大功率充電技術難點
想要實現(xiàn)即充即走的目標,電池技術和充電連接器技術都有不少亟待突破的地方,而且HPC帶來的熱失控風險是顯而易見的,同時充電速率的提升加速電池老化的問題也需要時間去攻克。
電池廠商會選擇從電池結構和電池材料兩條路線去突破,改進電池結構降低熱失控風險,改進材料突破導電性能上的限制。結構上的改進大多圍繞提升液冷能力和電芯疊片工藝展開。電芯疊片工藝能有效降低電芯內(nèi)阻,降低溫升;液冷則是提升散熱效率。
隨著充電功率的上升,為了使現(xiàn)有的直流快充連接器能支持更高的功率水平而不過熱,連接器廠商也紛紛在熱建模、仿真技術、材料、冷卻技術上開始創(chuàng)新與突破。HPC DC幾乎代表了電動汽車中電氣系統(tǒng)最大的負載狀態(tài),當電流越大時,要想以相同的電壓水平傳輸功率而不會過熱,所需的電纜橫截面積就越大,這也會大大壓縮整車重量和可用空間,所以連接組件的升級也需要同步跟進。
基本上大功率充電連接器也是走液冷路線,國內(nèi)外很多連接器廠商都在布局這條路線。國內(nèi)四川永貴、中航光電、日豐股份等等都已經(jīng)布局或推出了液冷超級快充DC連接器,國外TE、浩亭、菲尼克斯等等都已經(jīng)有商業(yè)化較為成功的案例并在不斷提升充電功率。
小結
更強的續(xù)航能力是電動汽車未來一定需要具備的,大功率DC快充HPC是解決充電慢難題的最直接的手段。未來更大的充電功率會在新的電池技術、連接器技術下進一步刷新,實現(xiàn)真正即充即走的愿景,當然這背后的技術突破都需要很長時間去摸索。
就像許多手機用戶會有電量焦慮癥一樣,在電動汽車越來越普及的今天,電動汽車帶來的電量焦慮也一直困擾著很多車主。如何讓電動汽車續(xù)航更持久,如何減少充電時間,是產(chǎn)業(yè)鏈上相關廠商一直都在努力攻克的難題。
電池與充電,解決電量焦慮
電動汽車續(xù)航里程是一個綜合性問題,最直接的決定因素是大家熟知的電池容量。電池容量就像普通燃油車的油箱存油量一樣,直接決定了車輛總的續(xù)航里程范圍。車身重量也很大程度上影響了車輛的續(xù)航里程,載重越大續(xù)航里程越少,所以現(xiàn)在電動汽車都在盡可能減少車身各組件的重量。氣溫等外界環(huán)境也在一定程度上影響了續(xù)航。
所以說想要延長電動汽車的續(xù)航里程,可以從很多方面進行切入。增加電池尺寸從而增加電池容量可以很明顯的增強電動汽車的續(xù)航能力。但單純地增加電池容量并不是萬能的解決辦法,這需要以不增加充電時間為前提,否則增加電池容量難有足夠的現(xiàn)實意義。
充電技術,從電池組的另一個角度解決電量焦慮問題。就像手機領域不斷發(fā)展的快充技術,大幅縮短了手機充電時間,電動汽車如果能將充電時間減少,也相當于一定程度上減少了車主的電量焦慮。
目前,大多數(shù)電動汽車配備的充電方案均為交流電AC和3.3 kW單相電源或高達22 kW三相AC。一些高端汽車可以提供高達150 kW的DC充電功率,并在沒有可用的直流充電站的情況下使用慢速AC充電作為后備選項。慢充這里就不提及了,直流快充是解決電動汽車續(xù)航焦慮的焦點技術,已經(jīng)成為國內(nèi)外新的技術競爭關鍵點。
大功率充電HPC作為解決電量焦慮的有效手段被重視起來,直流快充中的大功率充電HPC要實現(xiàn)的目標類似于燃油車的停車加油加完即走。在短暫的加油時間,大功率充電HPC能完成對電池的充電,HPC的目標是將支持300 km里程的充電時間壓縮至10分鐘內(nèi)。在不遠的將來,500kW甚至是1MW功率水平都是可能的。
大功率充電技術難點
想要實現(xiàn)即充即走的目標,電池技術和充電連接器技術都有不少亟待突破的地方,而且HPC帶來的熱失控風險是顯而易見的,同時充電速率的提升加速電池老化的問題也需要時間去攻克。
電池廠商會選擇從電池結構和電池材料兩條路線去突破,改進電池結構降低熱失控風險,改進材料突破導電性能上的限制。結構上的改進大多圍繞提升液冷能力和電芯疊片工藝展開。電芯疊片工藝能有效降低電芯內(nèi)阻,降低溫升;液冷則是提升散熱效率。
隨著充電功率的上升,為了使現(xiàn)有的直流快充連接器能支持更高的功率水平而不過熱,連接器廠商也紛紛在熱建模、仿真技術、材料、冷卻技術上開始創(chuàng)新與突破。HPC DC幾乎代表了電動汽車中電氣系統(tǒng)最大的負載狀態(tài),當電流越大時,要想以相同的電壓水平傳輸功率而不會過熱,所需的電纜橫截面積就越大,這也會大大壓縮整車重量和可用空間,所以連接組件的升級也需要同步跟進。
基本上大功率充電連接器也是走液冷路線,國內(nèi)外很多連接器廠商都在布局這條路線。國內(nèi)四川永貴、中航光電、日豐股份等等都已經(jīng)布局或推出了液冷超級快充DC連接器,國外TE、浩亭、菲尼克斯等等都已經(jīng)有商業(yè)化較為成功的案例并在不斷提升充電功率。
小結
更強的續(xù)航能力是電動汽車未來一定需要具備的,大功率DC快充HPC是解決充電慢難題的最直接的手段。未來更大的充電功率會在新的電池技術、連接器技術下進一步刷新,實現(xiàn)真正即充即走的愿景,當然這背后的技術突破都需要很長時間去摸索。
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