超級(jí)快充
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-04-22
超級(jí)快充的實(shí)例教程
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結(jié)語
在超級(jí)快充賽道上，安全性始終是技術(shù)發(fā)展的基石。STT測(cè)試作為保障高壓絕緣安全的關(guān)鍵工具，將繼續(xù)推動(dòng)材料創(chuàng)新、優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，最終為消費(fèi)者提供更安全、更高效的充電體驗(yàn)，加速電動(dòng)汽車的普及進(jìn)程。
對(duì)于超級(jí)快充系統(tǒng)開發(fā)商而言，盡早采用STT測(cè)試方法進(jìn)行材料篩選和產(chǎn)品驗(yàn)證，將在未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得重要的安全優(yōu)勢(shì)和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
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目前，充電運(yùn)營商、車企等行業(yè)參與者在著力推動(dòng)超級(jí)快充的推廣應(yīng)用，比如極氪于9月開始運(yùn)營超充站，其超長續(xù)航單電機(jī)WE版車型充電5分鐘，續(xù)航可增加120公里；廣汽埃安于今年8月發(fā)布了超倍速電池技術(shù)和A480超充樁；理想、嵐圖等車企正在研究高壓快充技術(shù)。此外，能源服務(wù)商國網(wǎng)電動(dòng)計(jì)劃于今年年底前完成在京滬高速大功率充電站的試點(diǎn)驗(yàn)證項(xiàng)目。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心處長周麗波日前公開表示，中國電聯(lián)對(duì)于超級(jí)快充技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的研究已經(jīng)有五年時(shí)間，目前超級(jí)快充已經(jīng)具備了標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)條件。同時(shí)中國電聯(lián)正在和國家電網(wǎng)以及萬邦、特來電等充電運(yùn)營商共同推動(dòng)京滬高速超級(jí)充電的示范工程。
不過，超級(jí)快充并非是未來充電設(shè)施的單一技術(shù)。業(yè)內(nèi)多位專家認(rèn)為，超級(jí)快充對(duì)慢充并不是完全替代關(guān)系，充電設(shè)施的建設(shè)要依據(jù)具體場(chǎng)景下的用電特征，解決用戶的差異化需求。
目前，充電技術(shù)已出現(xiàn)超級(jí)快充、小功率直流、換電、無線充電、光儲(chǔ)充一體等多元化特征。車企和充電運(yùn)營商也均選擇了不同的充電技術(shù)進(jìn)行著力布局。以理想為例，理想汽車副總裁、充電網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)人孫廣敏日前在論壇中披露，理想依據(jù)用戶充電場(chǎng)景構(gòu)建了三層充電網(wǎng)絡(luò)，分別是慢速充電、中速充電（泛目的地充電）以及高壓快充。此外，為進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)，理想也在研發(fā)全自動(dòng)充電設(shè)備。相比理想，充電運(yùn)營商萬邦數(shù)字能源布局了四層充電網(wǎng)絡(luò)，除慢充、泛目的地充電和超級(jí)快充以外，還有普通快充。
值得關(guān)注的是，當(dāng)新能源汽車充電需求提升以及多種充電技術(shù)同時(shí)運(yùn)行，未來新能源汽車充電對(duì)電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)很大。
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快充方面
——華為發(fā)布了三款快充產(chǎn)品，正在布局“
無處不在”的超級(jí)快充
；
同時(shí)，消費(fèi)類充電頭將繼續(xù)增長，據(jù)預(yù)測(cè)，今年整體市場(chǎng)將達(dá)到
3000億元
。
這將為氮化鎵、碳化硅帶來哪些影響？未來第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)前景如何？近期，國星光電推出一系列第三代半導(dǎo)體新產(chǎn)品，借此機(jī)會(huì)，我們就相關(guān)話題與國星光電進(jìn)行了探討。
新能源車企解決落地難題
國星碳化硅新品有望提供助力
新能源汽車真正要落地，亟需解決續(xù)航、快充、充電難等問題，最近，華為、蔚來、廣汽等企業(yè)的相關(guān)動(dòng)作，有望打消消費(fèi)者的購車顧慮。
→
4月中旬，廣汽集團(tuán)宣布年底量產(chǎn)1000公里續(xù)航里程的電動(dòng)車，并發(fā)布兩款超級(jí)快充電池技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)8分鐘充滿80%電量。同時(shí)，還計(jì)劃年內(nèi)布局超過100個(gè)超級(jí)快充站。
→ 4月15日，蔚來與中國石化合作建設(shè)首座換電站，“十四五”時(shí)期，中國石化將建設(shè)5000座充換電站。
→ 4月18日， 華為發(fā)布了AI閃充動(dòng)力域全棧高壓平臺(tái)解決方案，SOC充電30%-80%僅需15分鐘。
新能源汽車的快速發(fā)展
，有望進(jìn)一步帶動(dòng)第三代半導(dǎo)體需求。
Yole公司預(yù)測(cè)，2025年新能源汽車碳化硅營收將達(dá)到15.53億美元（101.7億人民幣），年復(fù)增長率達(dá)到38%；
而汽車充電樁可為碳化硅貢獻(xiàn)2.25億美元（14.7億人民幣）營收，年復(fù)增長率達(dá)到90%。
國星光電表示，針對(duì)大功率電源、充電樁等領(lǐng)域，公司近期推出了一系列碳化硅器件。
展開 現(xiàn)階段，實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充勢(shì)必需要依靠直流充電的方式，而想要增加充電樁的輸出功率，最直接的解決方法就是重新設(shè)計(jì)一款直流電源，并考慮到功率限制、成本等諸多方面的因素。充電樁的輸出功率不可能無限制擴(kuò)張，只能盡可能在一定體積內(nèi)滿足最大限度的“功率密度”。
實(shí)際上，能夠?qū)崿F(xiàn)超級(jí)充電，占總成本50%以上的“充電模塊”功不可沒。該模塊的主要作用在于將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為充電的直流電，原理方面會(huì)涉及到三相交流電的整流濾波、交直流電壓轉(zhuǎn)變、高低頻變壓，以及IGBT模塊的應(yīng)用等。
很有意思的是，IGBT器件并不僅僅被用于充電樁，它還是本次“汽車芯片荒”中除了MCU之外的“主角”之一。整車內(nèi)部的IGBT模塊主要是在電池放電的時(shí)候，將直流電轉(zhuǎn)變成交流電機(jī)使用的交流電，同時(shí)控制交流電機(jī)的變頻，進(jìn)而保證百公里加速趕超油車的關(guān)鍵器件。
目前，就國內(nèi)而言，好像只有比亞迪有底氣說自己不缺IGBT芯片，哪怕星星充電、特來電等第三方充電樁頭部企業(yè)都曾表示過對(duì)IGBT等功率元器件實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，但必須承認(rèn)，多數(shù)企業(yè)的相關(guān)零部件還是依賴于進(jìn)口。
也就是說，雖然“囤貨”能夠解決燃眉之急，但只有將相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈完善，并可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)制造之后，才算是真正邁出了第一步，而且關(guān)于超級(jí)充電技術(shù)的發(fā)展，還需要考慮到另一項(xiàng)技術(shù)的適配：電池技術(shù)。
電池技術(shù)是產(chǎn)業(yè)桎梏
現(xiàn)在的超級(jí)快充技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大的進(jìn)步，但如何在大功率充電下保證電池的安全和壽命依舊是難點(diǎn)所在。就比如快速充電所導(dǎo)致的電池負(fù)極“結(jié)晶化”。
展開 理想自研850V+SiC電驅(qū)
特拉斯高端車型或轉(zhuǎn)800V
據(jù)汽車媒體4月20日?qǐng)?bào)道，理想汽車副總裁孫廣敏在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇發(fā)表演講，他重點(diǎn)談到理想超級(jí)快充技術(shù)和碳化硅電驅(qū)方面的布局。
孫廣敏表示，理想正在自研480千瓦級(jí)別的超充平臺(tái)，其中包括整車850V以上的變壓平臺(tái)，以及基于碳化硅的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。
他還透露，理想汽車計(jì)劃到2025年，在全國建成超過3000個(gè)超級(jí)快充站，同時(shí)覆蓋國家級(jí)高速公路快充網(wǎng)絡(luò)90%的里程。
同一天，特斯拉發(fā)布了2022年第一季度財(cái)報(bào)，在電話會(huì)議上，特斯拉也釋放了采用800V架構(gòu)的可能性。
特斯拉能源工程動(dòng)力總成高級(jí)副總裁Drew Baglino表示，鑒于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手保時(shí)捷Taycan、奧迪e-tron GT、起亞EV6、現(xiàn)代Ioniq 5等車型均采用了800V的架構(gòu)，Lucid Air則采用了900V電壓，因此特斯拉也確實(shí)在開發(fā)800伏系統(tǒng)。
800V+SiC是最佳組合
2025年市占率將達(dá)15%
800V SiC架構(gòu)有助于讓電動(dòng)汽車達(dá)到充電快和續(xù)航里程遠(yuǎn)的綜合效益。小鵬G9采用了800V高壓SiC平臺(tái)，相比400V平臺(tái)續(xù)航提升了5%，可實(shí)現(xiàn)超充5分鐘，續(xù)航超過200km的能力。
邁凱倫應(yīng)用公司非執(zhí)行主席尼克弗萊說，“如果 OEM 想要保持競(jìng)爭(zhēng)力，他們必須過渡到 800V SiC架構(gòu)。”
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超級(jí)快充的最新內(nèi)容
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從600V到1000V：表面漏電起痕測(cè)試(STT)為超級(jí)快充系上“安全帶”！
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在超級(jí)快充場(chǎng)景下，電氣系統(tǒng)需要承受持續(xù)的高電壓、大電流沖擊，同時(shí)面臨溫度變化、濕度、污染物等多重環(huán)境因素的影響。傳統(tǒng)絕緣材料在這種極端條件下容易發(fā)生漏電起痕現(xiàn)象，即材料表面因局部放電形成碳化導(dǎo)電通路，最終導(dǎo)致絕緣失效甚至引發(fā)火災(zāi)。
>出發(fā)和</strong><strong style="color: rgb(255, 0, 0);">軟件使用相結(jié)合</strong><strong>對(duì)新能源</strong><strong style="color: rgb(255, 104, 39);">動(dòng)力電池/儲(chǔ)能</strong><strong style="color: rgb(0, 209, 0);">熱管理策略仿真、熱失控仿真、超級(jí)快充
機(jī)身內(nèi)置4300mAh大電池，并且支持44W超級(jí)快充，整體續(xù)航表現(xiàn)甚至媲美直板機(jī)。
影像方面也很有看點(diǎn)，主攝搭載5000萬像素IMX890超感光大底傳感器，成片色彩豐富，且應(yīng)對(duì)各種光線場(chǎng)景的能力極大的提升，副攝則是800萬像素的超廣角鏡頭，取景更廣。
小結(jié)：我的理解這是一輪針對(duì)800V車輛系統(tǒng)特有的營銷推廣，我很期待中國這種超級(jí)快充，不管是廣汽還是小鵬，能把電池真正大規(guī)模推向市場(chǎng)，我們拆解看看到底用了啥黑科技，能保證電池在這種工況下，不影響安全，不影響壽命。
由于受限于專利問題，之后華為就通過自研SCP協(xié)議，從FCP的高電壓低電流過渡到了高電流低電壓，不管是后期的40W超級(jí)快充還是截止到目前的66W充電頭，也因同樣采用“電荷泵”技術(shù)，充電效率得到提升。
他還透露，理想汽車計(jì)劃到2025年，在全國建成超過3000個(gè)超級(jí)快充站，同時(shí)覆蓋國家級(jí)高速公路快充網(wǎng)絡(luò)90%的里程。
同一天，特斯拉發(fā)布了2022年第一季度財(cái)報(bào)，在電話會(huì)議上，特斯拉也釋放了采用800V架構(gòu)的可能性。
從2021年的實(shí)踐來看，在電動(dòng)汽車存量繼續(xù)增加的情況下，高速是用戶的剛需場(chǎng)景，這是電動(dòng)汽車從城市內(nèi)使用到拓展的多場(chǎng)景使用去完全替代油車，而高速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，超級(jí)快充網(wǎng)絡(luò)是解決這一痛點(diǎn)的核心利器。
▲圖4.
對(duì)此，業(yè)界在期待上游電池/氫能等相關(guān)技術(shù)突破的同時(shí)，也在持續(xù)投入對(duì)超級(jí)快充和換電技術(shù)的研發(fā)。特斯拉、小鵬、一汽集團(tuán)等車企在積極布局研發(fā)超充技術(shù)平臺(tái)，并持續(xù)推出支持超充技術(shù)的新車。蔚來、北汽、吉利等車企則強(qiáng)調(diào)加快電動(dòng)汽車換電體系建設(shè)，加速推動(dòng)換電模式的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化。
在報(bào)告展示的氮化鎵技術(shù)的日常應(yīng)用場(chǎng)景中， 豐田與日本名古屋大學(xué)合作開發(fā)“全氮化鎵汽車”，且目前寶馬也已經(jīng)加入氮化鎵汽車應(yīng)用這一陣營 ；與此同時(shí)， 氮化鎵快充走進(jìn)日常生活，華為氮化鎵快充充電器面市 ，擁有大功率、超級(jí)快充、輕巧便捷的特點(diǎn)，支持手機(jī)、平板、PC電腦等設(shè)備充電。
