第四,800V 零件供应链不成熟。
800V 系统应用需要原有高压回路零件的重新开发。高电压平台电池,电驱动,充电机,热管理系统及零件,多数 Tire1 和 Tire2 还处在开发阶段无大规模量产应用经验,主机厂可供应商少,相对成熟产品容易因突发因素出现产能问题。
第五,800V 零件市场验证不足。
800V 系统使用的全新开发产品多(电机逆变器,电机本体,电池,充电机 DCDC,高压连接器,高压空调等),需要验证电气间隙、爬电距离、绝缘、EMC、散热等。
当前国内新能源市场产品开发验证周期短(通常老牌合资企业新项目开发周期 5-6 年,现国内市场开发周期小于 3 年)同时 800V 产品实车市场检验时间不足,后续面临售后概率相对较高。
第六,800V 系统快充实际应用价值不高。
车企在宣传250kW、480kW(800V)高功率超级快充时,通常宣传充电桩在多少个城市铺设,有意引导消费者认为购车后可随时享受这种体验,可现实没那么美好。
主要有以下三方面制约:
小鹏 G9 800V 高压快充宣传页
(1)800V 充电桩待增加。
目前市场上较为常见的直流充电桩的电压最大支持到 500V/750V,限制电流为 250A 的,无法充分发挥 800V 系统(300-400kW)的快充能力。
(2)800V 超充桩最大功率有约束条件。
以小鹏 S4 超充桩(高压液冷)为例,最高充电能力 480kW/670A。因受电网容量限制,示范站只支持单车充电可发挥 800V 车型的最高充电功率,高峰期多车同时充电则会出现功率分流。
据供电专业人士举例:东部沿海在校生人数超过 3000 的学校申请使用的是 600kVA 容量,按 80% 效率估计,大约可支持一台 480kW 的 800V 超充桩。
(3)800V 超充桩投资成本偏高。
这涉及变压器,桩,储能等,实际成本据估计可能大于换电站,大规模铺开可能性较低。
800V 超充只能锦上添花,那什么样的充电设施布局可以提高充电体验呢?
2022 年节假日高速充电场
05、未来的充电设施布局想象
当前整个国内充电桩基础设施上,车桩比(含公桩 私桩)仍然在约 3:1 的水平(基于 2021 年数据统计)。
随着新能源汽车销量的提升,解除消费者的充电顾虑,需要车桩比提升,各种规格的快充桩慢充桩在目的地场景及快速补能场景,合理布局,才能对充电体验带来改善,又可真正均衡电网负载。
首先是目的地充电,充电无需额外等待时间:
(1)小区停车位:大量建设 7kW 以内共享有序慢充桩,油车优先停非新能源车位,可满足住户需求,且铺设成本相对较低,有序控制的方式亦可避免超出区域电网容量。
(2)商场/景区/工业园区/写字楼/酒店等停车场:20kW 快充为辅、大量建设 7kW 慢充。开发端:慢充桩成本低,无扩容成本;消费端:避免快充短时间充满电后,占位/挪车场景。
其次是快速补能,如何节省整体补能消耗时间:
(1)高速公路服务区:维持当前快充数量,严格限制充电上限(如高峰 90%-85%),保证长途驾驶车辆充电速度。
(2)主要城/镇临近高速公路口附近加油站:配置高功率快充,严格限制充电上限(如高峰 90%-85%),作为对高速服务区的补充,紧贴新能源用户长途驾驶需求,同时辐射城/镇地面充电需求。
注:通常地面加油站配有 250kVA 的电容量,粗略可同时支持2 个100kW 的快充桩。
(3)城市加油站/露天停车场:配置高功率快充,限制充电上限。当前中石油正在布局新能源领域的快充/换电设施,预计后续配建快充桩的加油站将越来越多。
注:加油站/露天停车场本身地理位置靠路边及建筑特征较为明显,方便充电客户快速找到桩,快速离场。
06、写在最后
800V 系统在当下还面临诸多成本上,技术上,基础设施上的难点,这些困难是新能源汽车技术创新发展、产业迭代的必经之路,也是工程师、投资者、政策制定者各自发挥能量的舞台。
中国车企,凭借快速高效的工程应用能力,或许可以实现 800V 系统的大量快速应用,在新能源汽车领域率先技术引领潮流。
中国这一届消费者也将率先享受到技术进步带来的优质车辆体验。不再像当年燃油车时代,国内消费者买到的都是跨国车企的老车型,老技术或者技术阉割的产品。
参考资料:
[1] 本田技研:Development of Motor and PCU for a SPORT HYBRID i-MMD System
[2] 韩芬, 张艳肖, 石浩. SiC MOSFET 在 Boost 电路中的应用 [J]. 工业仪表与自动化装置, 2021(000-006).
[3] Koji Yamaguchi, Kenshiro Katsura, Tatsuro Yamada, Yukihiko Sato .High Power Density SiC-Based Inverter with a Power Density of 70 kW/liter or 50 kW/kg[J]. IEEJ Journal of Industry Applications
[4] PGC Consultancy 文章:Taking Stock of SiC, Part 1: a review of SiC cost competitiveness and a roadmap to lower costs