
电动汽车的用户千差万别,但每个人内心的焦虑也是一样的。有两件事很困扰:我的车能跑多远?我能在哪里充电?今天,让让我们来谈谈电动汽车充电的烦恼。
中国有轨电车充电基础设施推进联盟数据显示,截至2020年底,全国充电基础设施累计168.1万个;到2021年7月,这一数字已增至201.5万,同比增长50.2%。显然,增长速度相当凶猛。但有人计算过,到2026年,中国新能源汽车保有量有望达到3350万辆。如果车桩比为3:1,我国电动汽车充电桩累计需求量将超过1116万!这个供需缺口真的不小。
除了充电桩的数量,充电速度也是一个槽点。比如,用功率为100kW的DC充电器给电池容量为60kWh的电动汽车充电需要36分钟左右,可续航330公里左右;如果是传统燃油车,达到这个续航里程只需要3-5分钟。这种用户体验上的差距,必然会让电动车厂商直视,但也不容忽视。
因此,如何解决快速充电电动汽车问题已经成为充电桩建设的关键问题。
踏入快速充电
这个快速充电电动汽车是什么?要回答这个问题,让我们先来看看电动汽车的充电方式。充电有两种类型:交流充电和DC充电,它们的技术架构是不同的。
采用交流充电模式时,来自电网的交流电通过交流插座或充电桩的接口连接到电动汽车的车载充电器(OBC)上。OBC完成交流-DC转换,然后用这个DC电压和电流给动力电池充电。
而DC充电模式是将交流电转化为DC的过程,在车外完成(通常是充电桩),所以动力电池可以直接充电,不需要OBC。因为这种交流-DC转换是在车外进行的,所以在空间、成本、重量、热管理等方面不会受到太大的限制。因此,DC充电有更大的空间来提高充电功率,因此它已经成为电动汽车快速充电的最重要的赛道。
根据一种流行的分级方法,电动汽车充电可分为三个等级:
一级:主要从民用市电取电,可提供120VAC/230VAC的交流电压和12A至16A的充电电流。充电功率一般在2kW以内。
二级:也是交流充电,用多相240VAC交流充电桩充电。充电电流可提高至15A至80A,功率可达22kW。
3级:对于大于22kW的较高功率的充电,需要DC充电。DC充电桩输出的300V到750V高压DC可以直接给动力电池充电,功率可达数百千瓦3354。比如特斯拉 V3超级充电桩最高可支持250kW的峰值充电功率,号称充电15分钟可让Model 3续航250km。目前常见的DC充电功率范围是22-150kW,200-350kW的功率是很多厂商的主攻目标,也有人在尝试给DC充电到400kW。
可见,达到第三层DC的收费可以算是跨进了快速充电电动汽车。
不同的快速充电标准
然而,上述三级收费方式不严谨。为了让大家美国建设快速充电基础设施(充电桩)的步伐一致,各行业组织和领先制造商正在大力推动相关标准和规范的建立。例如,国际电工委员会(IEC)制定的电动汽车传导充电系统IEC 61851标准将电动汽车充电分为四种模式,前三种为交流充电,第四种为可提供600V最大电流400A的DC充电模式,最大充电功率240kW。
在北美市场,已经引入了SAE J1772管理标准,定义了四种充电模式:AC 1级、AC 2级、DC 1级和DC 2级。其中,DC模式提供200-500V电压,DC 1级和2级模式分别支持最高40kW和100kW的充电功率。
CHAdeMO是由日产、三菱、丰田、日立、本田和松下等日本制造商联合一些欧洲参与者成立的协会。CHAdeMO协议是专门为电动汽车DC快充制定的。最新版本的CHAdeMO 2.0支持400 kW/1000 V的DC充电,据悉CHAdeMO正在联合开发新的超高功率充电标准潮记与中国电力企业联合会(CEC)合作,目标900kW!
在DC快充领域,还有一个CCS(组合充电系统)标准值得关注。这是由美国和欧洲的八家车企联合推动的标准,旨在统一处于战乱和混乱中的充电接口。因此,CCS的想法是在同一个物理接口中同时支持交流充电和DC充电。CCS兼容IEC、SAE和ISO标准,支持单相和三相交流充电。目前CCS可以支持200kW DC充电,支持350kW充电功率的方案正在开发中。
灵活的解决方案
电动汽车DC快充标准的演进显然会给充电桩的发展带来新的挑战,主要体现在两个方面:一是产品和解决方案的架构需要能够满足不同标准、不同功率等级的要求;第二,它应该是可伸缩的,并且能够跟上标准升级。换句话说,设计方案需要足够灵活。实现这种灵活性和模块化是一个好主意。通过模块化的方式,开发者可以在充电桩系统中堆叠15kW至75kW(或更高功率)的功率模块,根据需要方便地实现150V至1000V电动汽车的DC充电应用,并根据不同的电压和功率进行优化。
比如安森美正在研发一款具有双向能力的25kW DC充电模块,支持400V和800V电池充电,优化后可以支持更高的电压等级。
总之,随着电动车市场的加速发展,人们美国对DC电动汽车快速充电的需求也迅速被激活和释放。电动汽车快充什么时候能从福利几个人的方便每个人指尖?电动车时代才是真正的开始。
原标题:电动车快速充电,能有多快?
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审计彭静









