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| 本文作者： 虞超 | 2024-01-03 12:35 |
如今智能汽車(chē)的大行其道，讓許多人已然忘記了，電動(dòng)汽車(chē)原本是一種比傳統(tǒng)汽車(chē)更早出現(xiàn)的交通工具。
1831年，法拉第發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，三年后的1834年，美國(guó)人達(dá)文波特發(fā)明了世界上第一輛電動(dòng)汽車(chē)，電池采用了玻璃封裝的蓄電池，不可充電，時(shí)速為6km/h。
1859年，法國(guó)人蓋斯騰普朗特發(fā)明了鉛酸蓄電池，蓄電池開(kāi)始為今后汽車(chē)的用電創(chuàng)造了條件。
1881年，法國(guó)工程師古斯塔夫特魯夫制造了第一輛鉛酸電池三輪電動(dòng)車(chē)，電動(dòng)車(chē)終于可以充電了。
1896年，Hartford Electric Light 公司提議鋪設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施，讓電動(dòng)汽車(chē)可以更換電池，就像燃油車(chē)加油一樣方便。
1897年，全新的電動(dòng)出租車(chē)開(kāi)始走向紐約街頭，電動(dòng)汽車(chē)第一次開(kāi)始商用。
不過(guò)好景不長(zhǎng)，隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)功率越來(lái)越大，石油開(kāi)采和冶煉技術(shù)的成熟也讓燃油價(jià)格一路下探，而電動(dòng)汽車(chē)受制于續(xù)航里程較短且充電時(shí)間較長(zhǎng)等短板，于20世紀(jì)2、30年代開(kāi)始逐漸進(jìn)入“冬眠期”。
時(shí)隔近一個(gè)世紀(jì)，新能源汽車(chē)強(qiáng)勢(shì)崛起，可補(bǔ)能效率也再度成為制約行業(yè)發(fā)展的“阿喀琉斯之踵”。只不過(guò)如今的電動(dòng)汽車(chē)廠家也逐漸摸索出了新的解決路徑——800V高壓充電技術(shù)，并且小鵬、理想、極狐、智己、極氪、比亞迪、奔馳等眾多廠家都進(jìn)入了這一賽道。
目前，新能源汽車(chē)與燃油車(chē)之間最大的差距就在補(bǔ)能效率上，無(wú)論是燃料電池、換電技術(shù)還是插混式、增程式汽車(chē)，都是為了解決這一問(wèn)題而出現(xiàn)的。但對(duì)于純電汽車(chē)而言，目前最直接的解決方法，就是提升充電速度。
根據(jù)中學(xué)物理公式P=UI可以得知，充電功率P想要更高，要么提高電壓U，要么加大電流I。但根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，電流I提升的同時(shí)，熱量Q會(huì)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。許多智能手機(jī)廠家推出的各種“超級(jí)快充”技術(shù)，動(dòng)輒十來(lái)分鐘滿(mǎn)電，很多就使用了低電壓+大電流的充電方式，電池發(fā)熱明顯。
而這種技術(shù)電動(dòng)汽車(chē)之上，后果將是災(zāi)難性的，不僅電池的散熱方案會(huì)“壓力山大”，且在高溫之下，電機(jī)的永磁體甚至可能退磁。因此想提升充電效率，也僅剩下提高電壓這一路徑。
而碳化硅技術(shù)的逐漸成熟，也讓電動(dòng)汽車(chē)的各種功率器件耐高壓能力有了保證，充電速度出現(xiàn)了質(zhì)的提升。
2019年，保時(shí)捷推出了采用800V高壓電氣系統(tǒng)的純電車(chē)型--Taycan，能在22.5分鐘的時(shí)間里，把93.4kWh的電池從5%充到80%。國(guó)內(nèi)各廠家后續(xù)推出的800V車(chē)型，也能輕松在15分鐘內(nèi)，將電池充至80%。
當(dāng)然，800V的優(yōu)勢(shì)還不止于此。
如果800V電壓的電池搭配800V的電機(jī)，免去了其中的高低壓轉(zhuǎn)換，那么損失的能量也會(huì)更小，續(xù)航里程也因此得到提升。
而電壓的提升也會(huì)讓電流減小，原本為了防止大電流而使用的線束材料和殼體也可以減輕，體積和重量都會(huì)相應(yīng)減少，電路內(nèi)阻的損耗也會(huì)降低。
800V是否存在“真?zhèn)巍敝f(shuō)？
真正接觸過(guò)一些800V車(chē)型的人，往往會(huì)對(duì)這一概念有所懷疑。因?yàn)樽屑?xì)看相關(guān)車(chē)型的充電樁，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)有些廠家的額定電壓不足800V，有些則超過(guò)800V。
據(jù)雷峰網(wǎng)新智駕了解，目前行業(yè)內(nèi)將電壓范圍在550-930V之間的車(chē)型統(tǒng)稱(chēng)為800V。也有機(jī)構(gòu)認(rèn)為電壓在600-900V之間的是800V。
比亞迪汽車(chē)工程研究院副院長(zhǎng)凌和平也表示，800V實(shí)際上只是一個(gè)制式的概念，就像美國(guó)、日本家庭使用110V的電壓，而我國(guó)使用220V一樣。
其實(shí)早在2015 年，比亞迪的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就把純電動(dòng)車(chē)的電壓做到了 633 伏，滿(mǎn)電電壓750伏，插電混合動(dòng)力的電壓最高712 伏，滿(mǎn)電電壓達(dá)到 825 伏。
因此按照目前行業(yè)內(nèi)的看法，比亞迪在2015年就已經(jīng)擁有了800V技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)百公里加速快至4秒級(jí)，純電續(xù)航里程可達(dá)450km、快充功率提升至60kW。
但鑒于目前行業(yè)對(duì)于800V的理解還未完全統(tǒng)一，國(guó)家也并未出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此很多車(chē)廠只能自建充電樁。凌和平也坦言，當(dāng)下電車(chē)行業(yè)面臨的新問(wèn)題是“有800V的車(chē)，但沒(méi)有800V的充電樁”。
作為國(guó)內(nèi)最早發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的企業(yè)之一，比亞迪在自建充電樁方面頗有發(fā)言權(quán)。
截止2019年，比亞迪已建充電站1255座，充電樁19189樁，覆蓋全球50余個(gè)國(guó)家和地區(qū)，充電電量1040GW·h。很多早年間建的40KW三相交流充電樁，至今還在服役。
也正是因?yàn)樯孀氵^(guò)充電樁業(yè)務(wù)，所以比亞迪很清楚其落地之難。
凌和平告訴新智駕，相比于公共充電樁能夠高效且大規(guī)模普及，廠家自建充電樁需要自行投入各種資源，還會(huì)涉及到電網(wǎng)、環(huán)保、住建等多個(gè)部門(mén)的協(xié)調(diào)，往往更費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且很多廠家自建的充電樁位置相對(duì)集中，用戶(hù)為了充電，往往要驅(qū)車(chē)十余分鐘乃至更長(zhǎng)的時(shí)間，折返過(guò)程中消耗的續(xù)航里程數(shù)非常可觀。
但充電樁的多寡，很大程度上左右著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的推廣。
如今的新能源汽車(chē)之所以能夠快速發(fā)展，正是受益于大量公共充電樁的建成?？沙潆姌兑坏┙ǔ?，那么即便新的充電技術(shù)出現(xiàn)，原有充電樁也無(wú)法迅速淘汰。尤其是如今大多數(shù)公共充電樁都是500V電壓，與高壓車(chē)型充電不兼容，在某種程度上反而制約了800V技術(shù)的普及。
不同于其他車(chē)廠聚焦于充電樁，比亞迪選擇了從車(chē)的角度入手，研發(fā)了升壓技術(shù)，且目前已發(fā)展至第三代，通過(guò)油冷電驅(qū)升壓的方式，讓公共充電樁也能夠?yàn)?00V車(chē)型高效充電。
為了進(jìn)一步提升公共充電樁的補(bǔ)能效率，比亞迪還推出了“雙槍超充”。這一技術(shù)的底層邏輯并不復(fù)雜：一個(gè)充電樁的電流為250安，兩個(gè)就是500安，車(chē)內(nèi)只要再增加一個(gè)250安的充電模塊，以并聯(lián)方式接入，一次用兩個(gè)充電樁，就能如前文所說(shuō)的大電流方案，提升充電效率，讓所有的公共充電樁都變成超充。
據(jù)雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))新智駕了解，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)15分鐘充電350公里，且比亞迪也已將這一技術(shù)免費(fèi)分享給電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)。
然而，加大電流帶來(lái)了發(fā)熱量激增的問(wèn)題，因此熱管理技術(shù)也需要升級(jí)。
傳統(tǒng)的散熱方案主要借助于防凍液，并且其溫度的可調(diào)性比較差，明顯無(wú)法適應(yīng)更高的散熱需求。
針對(duì)這一情況，比亞迪的解決方案是復(fù)合直冷技術(shù)：通過(guò)電池上下兩面均鋪直冷板的設(shè)計(jì)，以及2套冷媒獨(dú)立控制系統(tǒng)，進(jìn)行了補(bǔ)償式流道設(shè)計(jì)，電池冷卻面積提升100%，換熱能力提升85%以上。
其實(shí)電池對(duì)于溫度的需求并不單純局限于散熱。
在過(guò)去，很多人將極寒地區(qū)成為電動(dòng)汽車(chē)的“禁區(qū)”，低溫環(huán)境下鋰離子活性降低，進(jìn)而降低充電效率，并且影響電動(dòng)汽車(chē)的整體性能，因此電動(dòng)汽車(chē)的電池不僅需要散熱能力，同樣也需要加熱能力。
比亞迪使用了智能脈沖自加熱技術(shù)，能夠在-30℃極寒條件下，讓電池滿(mǎn)充時(shí)間比傳統(tǒng)方案降低30%。這套技術(shù)不僅在充電時(shí)能自加熱，在駐車(chē)和行車(chē)狀態(tài)下，都能智能啟動(dòng)自加熱技術(shù)，保障極低溫整車(chē)性能。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，比亞迪在800V技術(shù)的普及與推廣中，針對(duì)現(xiàn)有的硬件設(shè)施條件，推出了包括升壓、雙槍超充和更為科學(xué)的熱管理技術(shù)，提供了新能源汽車(chē)補(bǔ)能的中國(guó)方案。從車(chē)而非從充電樁切入的技術(shù)思路，相信也能為整個(gè)新能源汽車(chē)行業(yè)提供一定的參考。
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