随着整车带电量和续航里程提升,充电便利性成为制约电动车使用体验提升的一大因素。以部分热销纯电动车型为例,支持快充的纯电动车平均理论充电倍率约为 1C,即实现 SOC30%-80%(State ofCharge,即荷电状态,用来反映电池的剩余容 量)需要充电约 30 分钟。而在实践中,大部分纯电车实现 SOC30%-80%需要充电40-50 分钟、仅可行驶约 150-200km,“充电慢”依然是纯电动乘用车行业的核心痛点。
高压快充已成为充电难题的重要解决方案
为提升消费者充电体验,可通过继续改善车桩比,或大幅缩减充电时间,来满足消费者快充的需求。而在快充方面,目前两条技术路线:提高充电电流和提升充电电压。从不同的实践来看,高压快充能够在更宽范围内实现大功率充电,更能匹配 未来快充需求:
1)大电流路线:推广程度低,对热管理要求高。根据焦耳定律(公式 Q=I2Rt),电流的提升将大幅增加充电过程中的热量,对散热要求很高,例如特斯拉大电流快充 方案,其 V3 超充桩峰值工作电流超过600A,需要使用更粗的线束,同时对散热技 术要求更高,且仅能在 5%-27%SOC 实现 250kW 大充电功率,高效充电并非全程覆盖。目前国内车厂并没有在散热方案上做大幅定制化改动,且大电流充电桩很大程 度上依赖自建体系,推广成本高。
2)高电压路线:是目前车厂普遍采用的模式,可兼顾降低能耗、提高续航、减 少重量、节省空间等优点。目前受限于硅基 IGBT功率器件的耐压能力,车企普遍采 用的快充方案是 400V 高压平台,即以 250A 电流可以实现 100kW 的充电功率 (100kW功率充电 10min 可行驶约 100km)。自保时捷推出 800V 高电压平台后(实 现 300KW功率,高压线束减少一半),此后各大车企开启对 800V 高压平台的研究 与布局。800V 电压平台相较于 400V平台,工作电流更小,进而节省线束体积、降 低电路内阻损耗,变相提升了功率密度和能量使用效率。