800V高压平台能治好电车的各种焦虑么?
过去几年,电动车发展的核心矛盾在于解决“里程焦虑”,新款电车最为关键的一个卖点就是续航里程。而随着500公里以上续航里程的电车成为主流,行业发展的矛盾已经悄然发生了改变。进入2022年,充电焦虑将取代里程焦虑,成为驱动行业发展的新方向。
电动车的新软肋:充电焦虑
【1】充电难—充电基础设施不足
不过,国内的充电基础设施仍存在建桩难、充电桩不足、分布不均衡等问题,毕竟我国也是全球最大的新能源车市场。尤其是近两年新能源车市场的爆发式增长,导致充电难问题日益突出。
1) 私人充电桩安装受限
用私人充电桩充电是最常见的充电方式,遗憾的是,这只是部分人具备的条件。因为就算你有自己的固定车位,不少物业公司会找出各种理由拒绝你。对于没有私人停车位的车主,想在租赁的车位上安装充电桩那就更是难上加难。
更棘手的是,国内还有很多处在城市中心的老旧小区,本身就存在车位紧张、电网负荷不足、安装空间有限等问题,这些小区的充电设施可能在很长一段时间内都不会有明显改善。
2) 公共充电桩赶不上不上新能源车发展的步伐
没有私人充电桩,就不得不依赖公共充电桩。遗憾的是公共充电桩的问题也不少,最常见的就是找桩难,好不容易找到了充电桩,但由于种种原因,充电桩无法使用,如被燃油车占位、设备损坏等。此外,遇到车主在充电结束后未及时返回,也是常有的事,毕竟充电的时间远超加油,没有人愿意在车里干等着。
截至2021年底,国内公共充电桩车桩比仅为6.84:1,也就是说,近7台车才共享一个公共充电桩,同时充电时间又长,可想而知,现在的车桩比距离车主们的理想仍巨大的鸿沟。
雪上加霜的是,公共充电桩的分布极不平衡,广东、上海等排名前十地区的充电桩就占了超过70%。可以想象,其他地区特别是县城、乡镇的充电基础设施有多薄弱。再看高速公路充电桩,本身全国就只有1.38万个,却还主要集中在京津冀、长三角、珠三角等经济发达区域。
当你身边的电动车车主准备一次长途自驾时,他们势必需要提前规划出行路线和充电计划,同时得把电池充满再出发。而燃油车车主从来不需要考虑这么多,只需在导航上设置好终点,就可以开始说走就走的旅行。
据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据,2021年我国公共充电桩增量34万个,同比增长89.9%,而同期新能源汽车销量为352.1万辆,同比增长高达157.5%。显而易见,本就发展滞后的公共充电桩,现在更加追不上新增电车的需求了。
【2】更为致命的充电慢
充电桩少,无非是基础设施建设落后的问题,大不了可以靠海量的投资来解决。但有一个可能难以克服的困难摆在面前:充电时间太长。
一般来说,电动车的充电方式有两种,一种是慢充,也就是交流充电,充电过程往往需6-8小时,甚至更久。另一种是快充,也就是大功率直流电,一般半个小时可充满百分之八十,但是电池在充电超过80%后充电速度往往开始下降跟慢充无异。跟燃油车3分钟加满一箱相比,电动车的充电速度还是慢的感人。
解决充电焦虑的三板斧
【1】加快充电桩的建设
充电桩的建设不仅能够缓解电动车的充电焦虑,也能让摇摆不定的消费者优先选择电动车型,加速新能源汽车的渗透。我们观察到,随着电动车进入市场化阶段,国家的补贴也开始从车上向车下转移,充电桩行业的投资规模、建设速度,都在快速增长。
在国家政策的推动下,充电基础设施问题毫无疑问会被彻底解决,但这不会像从2G到3G、从4G到5G那样在数年内就迅速切换。换句话说,充电基础设施的建设是一项长期的过程。
【2】提高充电速度
一旦有了足够的充电桩,充电焦虑将会大大缓解。但另一个藏在隐秘角落里的问题是,跟燃油车比起来,电动车的充电体验还是十分滞后,而每一个车主的时间价值都非常高。
即使在燃油车时代,消费者也会因为加油排队而大为恼火,哪怕加满一箱油只需要短短的几分钟。我们可以想象这样一个情景:假设充电慢的问题得不到解决,在公共充电桩充电动辄按照小时计算,那么等到未来电动车年销量破1000万辆,每一个公共充电桩面前,就是一个充斥着无休止争吵的小型停车场。所以,提高充电速度也是至关重要。
1) 提高电压成为首选方案
事实上, 高电压平台的最大价值,就是实现真正意义上的快充 ,通过提升充电功率,从根本层面彻底解决充电焦虑。根据某车企闪充解决方案,其2025年充电电压可提升至1000V,充电功率达到600kW,相当于5分钟即可充电50kWh,可实现续航约500km,这个补能速度已经和加油非常接近。
2) 高电压平台不只是技术问题
首先,高电压架构下,不只是电池包、热管理系统、电驱动,甚至于空调、车载充电机等都需重新适配,这是关于整个产业链协同的大事情。
其次,电压平台的提升对零部件的高压性能提出了更高的要求,而汽车零部件对于寿命和稳定性的要求又是最高的,因此这个难度对零部件来说,可以说是指数级别的提升。
当然这也带动高压零部件的新机遇。比如在功率器件方面:SiC功率器件凭借其耐高温、耐高压以及高频率的性能优势,未来将被广泛应用于OBC、DC/DC和电机控制器等高压部件中。除此之外,还有电控、连接器、电容、线束、铜材、继电器、熔断器等等都将配合升级到高压平台。
高电压平台下充电速度够快,但仍离不开充电桩,只不过这里的充电桩升级成了超充桩。如果没有足够多的超充站,充电焦虑的问题仍然难以彻底解决,相当于你有5G手机,但是附近没有5G基站,你的网速还是停留在4G时代。
从国家电网的招标需求上可以发现,其2021年第一次招标中大功率充电桩占比相比2018年同期已大幅提升,但仍然有一半还是80kW的快充桩,200kW以上的超充站占比仍然很低。
最后,聊到钱的问题,也就是成本。现在600V以上的高电压平台面对的还是高端车型,而且超充桩也是电动车头部企业独有的,不轻易共享。但是好的技术不能只是少数人能够享受的特权,什么时候平价车也能标配才算是真正的普惠。总而言之,想要打造高电压平台来缓解充电焦虑,技术、基础设施、成本一个都不能忽视。
【3】换电模式
除了充电桩和高电压平台,还有第三种办法,就是换电模式,这更像是一种模式的创新。你笑我电动车充电难、充电慢,我直接换一块新电池,这是最简单粗暴的方法。没有了充电过程,自然就没有焦虑一说。
其实这个模式在手机行业中就用过,当年功能手机都基本上用的换电池的方式来解决充电慢的问题,想必大家都不会陌生。
1) 优势
对于电动车而言,换电模式的好处是直接“绕开”了充电这个环节,另外,换电还解决了电池更换成本高、电池寿命短、电池无法升级等问题,从而提高消费者对电动车的接受度。同时,换电模式可利用波峰和波谷实施分阶段充电,配电优势明显,还能提高能源的利用效率,未来有望将成为电力系统储能的一部分。
2) 难点
其实从技术角度而言,换电模式的快速铺开并不存在明显瓶颈,但从经济的角度讲,换电还面临诸多商业上的问题。
首先,电池尺寸、型号难统一。所以换电模式比较适合在公交车和运营车上使用,因为两者的标准化程度高。而在乘用车领域,更适合有一定销量规模的车企。
其次,换电站投入大、运营难。换电模式打破了“一车一电池”的配套关系,增加了运营成本。如果没有足够多的换电车型在路上跑,换电设施的建造和运营方毫无疑问会遭遇无利可图的局面,而如果没有足够多的换电站,消费者更不会去购买换电车型,换电站推广的前期注定是缓慢的。
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