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電動汽車充電樁:大功率快充的"詩和遠方"

時間:2022-08-01 13:57:19來源:鉅大LARGE

導語:?快速充電樁能在短時間內(nèi)迅速為電動汽車充電。最有名的快速充電樁當屬TSLA(TeslaMotors)的SuperchargerStation了,它能在30分鐘內(nèi)為Tesla的ModelS充滿約80%的電量,堪稱superfast。

  隨著新能源汽車不斷地更新?lián)Q代,以及充電需求的調(diào)整,大功率交直流快速充電技術已成為公司技術研發(fā)的方向。大功率交直流快速充電技術不僅可以提高充電樁的使用效率,最大限度節(jié)約充電場站的建設用地和成本,也可以更好的滿足用戶的出行需求。

  什么是大功率?

  我國對"大功率"尚未有明確的標準含義,但多次被業(yè)內(nèi)提及并稱之為"大功率"充電樁一般為350KW功率。2016年十二月二十六日,TSLACEO馬斯克宣布將充電功率從120KW提升至350KW。同樣在2016年底,一些國外車企都宣布在歐洲建立超級充電站,功率一般做到350KW。此外,歐美一些國家一直在進行大功率充電樁的研究,他們的目標是功率要達到350-500KW。

  我國規(guī)定的充電電流為250A以下,電壓為750V以下,約為187.5kw。由此看來,350KW的充電樁已經(jīng)突破國內(nèi)標準。事實上,我國現(xiàn)在也有350KW的充電樁,但僅限于公交大巴車的應用,暫未應用于我國電動乘用車上。

  大功率快充是否影響電池壽命?

  一直以來在消費者間流傳著"快充方式損害電池"的傳言。而要討論快速直流充電對電池的影響,首先要了解電動汽車電池。

  目前市面上電動汽車大多數(shù)是鋰電池。理想狀態(tài)下,鋰電池的充放電過程中,實際是鋰離子(Li+)從正極→負極→正極的運動狀態(tài),只要正負極材料的化學結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化,電池充放電的可逆性很好,鋰離子(Li+)電池就能保證長時間循環(huán)。

  快速充電重要是保證鋰離子(Li+)快速地從正極嵌出并快速的嵌入負極,其間不能造成鋰離子(Li+)的沉積。但大功率充電往往導致電池溫度升高,因此會伴隨著一些副反應,如電解液分解、電極上出現(xiàn)沉積物,導致可逆性降低,電池容量也就會慢慢的減少。

  事實上,電動汽車充電時,電動汽車上的BMS會估測動力鋰電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge,即電池剩余電量),根據(jù)電池包的狀況自動調(diào)節(jié)充電電流的大小,保證SOC維持在合理的范圍內(nèi),防止由于過充電或過放電對電池的損傷,因此無需過度擔心快充對電池的損傷。

  350kW大功率充電帶來的挑戰(zhàn)

  從成本構(gòu)成來看,充電機、充電模塊為充電核心設備,占充電樁總成本的45%-55%。充電站的投資成本為250萬元,配電設施成本在160萬元左右。一個普通樁的成本均價在5千-2萬人民幣,一臺120KW的直流樁的市場價則會在十萬元左右,若是350KW充電樁,價格更為昂貴。然而,從實際來看,大多數(shù)運營公司目前尚未實現(xiàn)盈利,只有極少數(shù)運營較好的充電站在一年內(nèi)收回了成本。雖然國家給予了一定的補貼建設資金,但花落公司卻屈指可數(shù),有關快速充電樁的建設和運營,樁企可能要投入更多的運維資金。此外,場地的獲取以及電力的增容等都是充電運營公司面對的重要障礙。

  從充電安全性來看,大功率充電帶來的充電樁本身的散熱問題,包括模塊、充電槍、電纜的技術突破等,都是和安全問題直接掛鉤的重要因素。而且,高電壓是否會帶來更嚴重的輻射,對身體造成影響,在消費者群體中也存在一定爭議。

  從車型上看,外國電動汽車的車型普遍較大,例如TSLA等。但反觀我國電動汽車產(chǎn)品,大多為A0級或A00級的車型,較小的空間導致較難安裝尺寸更大的高電壓零部件,有關使用大功率充電樁充電來說挑戰(zhàn)不小。實際上,較小車型的重量更輕,搭載的電池數(shù)量相對較少,電池容量也并不高。目前,有專家對用戶的快充需求進行了分析,發(fā)現(xiàn)慢充和普通快充就能滿足乘用車工作出行、生活出行、長途出行、近郊旅游、緊急出行等使用情景,超級大功率充電需求并不明顯。

  綜上,電動汽車的推廣時間還短,無論是電動汽車輛的使用普及率還是相應的充電設施都沒有跟上發(fā)展要。充電樁功率提高雖是趨勢,但需隨市場需求而循序漸進地發(fā)展。發(fā)展大功率充電樁,應從五個方面進行提前的規(guī)劃準備,即用戶需求、運營需求、動力鋰電池需求、國家政策以及完善的標準,且缺一不可。要想富先修路,電動汽車要想得到發(fā)展,充電樁的發(fā)展必須要走在前端。


標簽: 電動汽車

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