● 新一代超级充电桩究竟有多牛?
聊了那么多国内的情况,下面我们来看看目前国外的充电桩处于一个怎样的水平。首先来看看特斯拉方面的情况,在美国时间今年3月6日晚,特斯拉在加利福尼亚州弗里蒙特正式推出了第三代超级充电桩的测试版,该充电桩最大输出功率达到250kW,采用了全新的液冷式充电电缆设计。
一台电耗为15kWh/100km的电动车在不同充电功率下的充电时间对比(理论值) | |||
充电功率 | 60kW | 120kW | 250kW |
充100km续航所需时间 | 15分钟 | 7.5分钟 | 3.6分钟 |
从上表的对比我们可以看到,相比目前常见的60kW直流快充系统,250kW快充系统为一台电耗为15kWh/100km续航的纯电动车充入100km续航所需的时间理论上为3.6分钟,即每充入1km的续航只需要2.16秒。我个人觉得这样的充电速度已经是足够快了,可充分满足纯电动车临时补电的需求了。当然,这里要说明的是纯电动车电池组在充电时,电量超过一定百分比后,充电电流就会明显减少,充电功率也就小于理论的最大值,充电速度也会有所下降,这是出于保护电池、延长电池寿命的考量。
相比特斯拉第二代超级充电桩的120kW最大充电功率,新的超级充电桩的最大充电功率整整提升了一倍有余。与此同时,通过增大充电站功率冗余,新的第三代超级充电桩不会出现多车充电分流而导致单车充电功率下降的情况。现在,两个第二代超级充电桩共用一个变压器。单车充电时,最大充电功率为120kW;如果两个相邻的充电桩都有车充电的话,第一台接入的车辆最大充电功率为85kW,第二台接入的车辆最大充电功率为60kW,充电效率会有所降低,使用户充电体验变差,这也是第三代超级充电桩进行升级时极力要改善的地方。
此外,特斯拉表示会将第二代超级充电桩的单车最大充电功率提升至145kW,这或许表明Model S和Model X能够通过升级支持145kW的最大充电功率。250kW的第三代超级充电桩将会在今年第二、三季度在北美地区投放,第四季度在欧洲和亚太地区投放。也就是说,中国的Model 3客户最早可能在今年底就能享受到250kW超充带来的快感。
保时捷Taycan前轴和后轴各有一台电机,电池组位于车身底部。该车0-100km/h加速时间小于3.5秒。利用超级快充技术,保时捷Taycan用15分钟就能充入400km的续航。
这个实验充电站位于德国巴伐利亚州,上图中的保时捷Panamera测试车搭载了一个90kWh的电池组,正在以超过400kW的速度充电;而旁边的宝马i3测试车搭载的是57kWh电池组,电量由10%充至80%用时仅为15分钟。这个450kW实验充电站项目命名为“FastCharge”,获得了德国联邦国土交通省提供的760万美元(约合5248万元人民币)的研发资金,由宝马、保时捷、西门子、Allego以及Phoenix Contact E-Mobility组成的行业协会进行操作。
● 提升最大充电功率是趋势,未来超快充配置或引领风潮
要提升充电功率,可以提升充电电压或充电电流。如果提升充电电流的话,考虑到线缆的安全载流量,充电线缆和系统中的线路就需要加粗,当电流大到一定程度,线缆体积的增加会使得增加充电电流的方案变得不现实。所以目前提升充电功率的方案主要以进一步提升充电电压为主。提升充电电压就需要提升整车零部件、电气零部件的电压等级,这会大大增加车辆的制造成本。同时整个电池系统的相应性能指标(如电池组温控、充电线缆冷却等指标)都要大幅提高,才能满足大功率充电的需求。
与此同时,采用大功率对电池充电时会导致电池发热显著增多,电池冷却系统的性能以及电池管理系统的效率对于电池衰减的控制显得尤为重要。
现在主流的纯电动车,在采用直流快充时,电池组和功率转换模块的冷却系统会加速工作,以降低电池组和充电系统的温度,从而避免电池组因高温而加速老化或损坏。如果把目前的最大充电功率翻倍甚至再进一步增加,要控制电池组充电时产生的高温同时确保车辆各项安全性能并非易事,需要长时间进行各项相关实验验证。这也是为什么350kW甚至450kW的充电桩已然配备,但没有量产车能用上的重要原因。
目前国内大部分新推出的纯电动车最大充电功率在40-60kW之间,实际采用60kW直流快充桩充电时,很多时候是无法达到最大充电功率。要实现最大充电功率,车辆充电系统还需与充电桩支持的电压和电流相配合才行,所以统一并提升充电标准是实现高效快充的前提。
在未来几年,中国品牌纯电动车的最大充电功率还会逐步提升,最大充电功率达到80kW、100kW、120kW的车型也将陆续和消费者见面。
相信不少厂商也会看到这个消费者的痛点,在未来,以充电速度为卖点的车型或将掀起一波风潮。技术是不断向前发展的,450kW最终还是会来的,这只是时间问题。理论上,以450kW的功率充电,5分钟就能充入超过200km的续航里程。对于这样的充电速度,您觉得满意吗?欢迎大家在文章下方的讨论区留言,说出你们的观点。
● 总结:
在国内,目前充电最快的量产纯电动车依然是特斯拉旗下的Model S(参数|询价)、Model X以及Model 3,利用超级充电桩,这些车型能够以最大120kW的功率进行充电。国内高速公路服务区的直流快充桩以60kW为主,少部分服务区也配套了120kW快充桩。但目前国内的绝大部分纯电动车都只支持60kW或以下的最大充电功率,更大功率的快充桩并不能提升这些车的充电速度。未来纯电动车的充电系统以及直流快充桩设备都会进一步升级以提升最大充电功率,缩短充电时间,提升用户体验。最快来到我们面前的应该是特斯拉第三代250kW超级充电桩,这种新的快充桩预计今年底会在亚太地区投放,究竟这种号称5分钟能充120km续航的是不是真的这么神呢?年内我们或许就能见分晓了!(图/文/汽车之家 常庆林)