电动车普遍比燃油车快,电动车被淘汰不充电烧油

每经记者:李硕 段思瑶 每经编写:孙磊

近期,张凝(笔名)正筹划着中秋节假期和家人自驾游跨地区游,虽然家里有一辆新能源电动车,可她或是准备租一辆汽柴油车载式着全家人交通出行。

“电瓶车在市区开,便捷又省钱,可是跨地区我也放心不下,倒也不是由于里程数,我这个车夏季能跑450公里左右,根本原因是充电太麻烦了,在今年的‘五一’假日在高速公路上充电就遇到排队,耽搁时间,还是很影响心情,此次假期时间短,我和家人商议或是租辆燃油车,那样比较方便。”张凝说。

张凝的处境并不是个案。最近,易观分析公布的《中国新能源汽车公共性充电消费市场发展趋势调查报告(2022)》表明,在接受组织调查的1000名新能源汽车主中,85%车主在公共充电货运站均值一次充电时间在0.5~2h中间,58.1%车主觉得充电排长队效率不高。“补能时间久”也成了电瓶车车主出行时遭受的广泛难点。

“张凝们”的困扰也许要被迅速处理。“充电10min,补能200km”,现阶段许多汽车企业争相发布高压快充车系。7月中下旬,配备800V高压快充平台上的极狐阿尔法SHI版跨界车交货;8月,一样配备800V高压快充的晓亮G9将交货。除此之外,比亚迪汽车、广汽埃安、吉祥、北京长安等自有品牌还在陆续进入高压快充。资料显示,现阶段,全世界公布宣布配备高压快充科技的新能源汽车,过半数在我国。业界甚至还有人将2022年称之为是800V高压快充车系批量生产年间。

伴随着几款800V高压快充车型相继出台,业界开朗预估电瓶车补能难点要被破译,新能源汽车的消费市场将拥有更多画面感,电瓶车取代燃油车过程将再加速。客观事实真的是如此吗?最近,《每日经济新闻》记者对于此事进行了实地走访调研。

营销手段或是真正用?

“玛莎拉蒂Turbo充电站和非常充电站只能够为Taycan给予充电服务项目,别的车系暂时不适用。”在北京的一家玛莎拉蒂非常充电网站内部,一位玛莎拉蒂工作员对《每日经济新闻》记者如此表示。

超充桩只求集团旗下车系给予超充服务项目,并不仅仅局限于玛莎拉蒂一个品牌。在走访调查中,记者发现北京好几个知名品牌的世界级充电站都存在着这一问题。例如,威马汽车S4超快充桩现阶段只兼容集团旗下G9车系,及其后面商品。

图片出处:每经记者 段思瑶 摄

适用高压快充车型尽管拥有专享充电桩,但这并不意味着“充电10min,补能200km”就会成为实际。一位玛莎拉蒂Taycan车主称,Taycan尽管适用800V高压快充,但一般只有保时捷中心或某些商业广场地下停车场装有Turbo充电桩,而且平时车子补能还是要以第三方的快充和家庭用慢充桩为主导,充电所花费的时间也更加长。

玛莎拉蒂Taycan是全世界第一个完成800V高压充电服务平台取得成功进入车内并批量生产落地式车型,其30分钟之内用电量能从5%快充到80%,如果采用400V充电枪就需要47min,而采用家庭用充电桩充电从0%充至100%就需要9~10小时。

记者留意到,现阶段好几个品牌汽车对汽车在高压快充状况下补能时间与里程数的解释中,都会发生那样的话术,“在理想化环境下”“根据工程开发仿真模拟标值”“数据信息来自试验室”……

对于此事,一位自有品牌汽车企业专业技术人员告知记者:“现阶段根据详细800V构架已批量生产车型非常少,绝大多数汽车企业800V服务平台多见400V充电电池串联和并联衔接计划方案,加上补能时间与里程数的计算受一些客观性条件的限制,所以只好做参考。”

动力锂电池端:充电速度安全系数难两全

高压快充,看似很幸福,而对新能源车全产业链里的每一个环节来讲,都是一个“牵一发而动全身”的大型工程。

一个重要的问题就是,要实现快充,就必须要提升充电倍数,但动力锂电池的循环寿命便会减少,而现有技术还难以解决这一问题。除此之外,4C快充电池还没完成批量生产装货,其耐用性并未承受销售市场检测。

“充电倍数的提高,取决于相关应用包含锂电芯原材料、锂电芯内部构造、模块方案设计、电池组方案设计CTP,及其bms系统 BMS等方面不断进取。现阶段热门的动力电池包已能支撑2C充电倍数,往上面提高类似木桶原理,需不断突破技术薄弱点。”华创证券在券商报告中觉得。

在新能源电池行业经历数年科学研究的国内汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬还认为,完成快充规定动力锂电池要具备相对较高的充电理解能力(功率高),如5C、8C、10C等,动力锂电池的充电理解能力越大,充电完成时间就越少。但动力锂电池的特点取决于比能量越高充电电池,充电理解能力就越低。要想兼顾高能量密度和高功率密度,对原材料、电池结构和生产工艺流程的考验特别大。

“大家现在是在两个特性中间保持平衡,能兼具高能量密度和非常快充的充电电池计划方案,我觉得还找不到。”王子冬对记者说。

中国科学院院士欧阳明高一样觉得,非常快充彻底充斥着,与此同时充电电池还必须具备可靠性和寿命长,这也是很难折中的。但15min充电80%也不是没有可能,这就要求充电电池自身要改善,例如选用电级膈膜一体化技术性,但是这会让锂电池回收造成困扰。

但是,现阶段流行电池供应商已经促进动力锂电池充电倍数从1C~2C向4C更新。如赣锋锂业先前公布的麟麟充电电池声称可以实现4C充电倍数,相互配合800V高电压平台,可以实现10min快充(从10%用电量充至80%);孚能科技自主研发800V超充高压平台技术充电倍数为2.7C,整包充电倍数等效电路为2.2C,代表着从10%用电量充至80%只需15分钟左右,预估2022年10月进到批量生产环节;蜂巢能源也已经实现2C锂电芯新产品的批量生产,将来其匕首充电电池全品类可提供4C快充技术性、高效率热管理系统等,兼容800V豪华车型。

“快充对锂电芯等方面的技术标准难度系数并不算太大,但800V高压软件上,因为充电电池数量众多,充电电池间细微的差异都会危害充电电池的使用期,所以对电池系统整体的要求很高。另一方面,非常快充技术性对电力网的需求也非常高,要能够满足很多电瓶车与此同时快充的需要,难度系数很大。”国轩高科工程项目研究所总医院副院长徐兴无接受记者采访时说。

充电桩运营端:要求少,限定多

虽然汽车企业们争相打开功率大的超充桩合理布局,但据记者掌握,公共性充电货运站的中坚力量——第三方充电桩营运商却对于此事兴趣一般。

“汽车企业这类5~10min补能150~200千米的推广抓住新能源汽车她的困扰,但是真正落地式时遭遇限制许多。其实对于来讲,超充桩成本、开店选址、配电网容积都要考虑,如今适用超充车辆又非常少,等同于我好不容易建了个水池子,但绝大多数的车全是‘喝’不上那么快,变向导致了一种浪费资源,因而虽然公共性货运站一直在更新,但适用400KW之上超充还是极个别。”一位充电桩运营企业内部人员向记者直言。

据万帮数字能源有限责任公司副总裁李宏庆详细介绍,现阶段星辰充电在重点城市的充电订单信息仍然以30~90KW充电输出功率为主导,远没有达到汽车企业整体规划非常快充时需预想的200KW之上。

“杭州市53%订单充电输出功率要求分布于30~60KW,60KW之上订单占比大约在20%上下。合肥市的现象与此类似,超过60KW的需要都是20%多一点,90KW之上的需要大约在1%。成都的遍布略有不一样,60KW之上的需要遍布超出22%,90KW之上占7%,相对而言对功率大的充电要求更高一些。”

另一充电营运商特来电向记者给予的信息也基本上与此同样。据特来电专家教授穆晓鹏详细介绍,现阶段特来电各货运站充电订单信息表明,85%的汽车充电输出功率在45KW~100KW范围之内,在其中数最多的订单信息坐落于60KW上下。

“从技术层面考虑,达到本质上充电5min、填补200千米续航力的充电设备,全是800V、360KW以上高压快充桩,在目前充电货运站里的遮盖占比并不是很高。初期规划的这种充电桩关键立足于重型卡车类商用汽车,而且普遍存在的充电工作电压也就是在700V上下;对乘用车市场而言,此项技术性还是处于初始阶段。”能链智电运营高级副总裁于翔接受记者采访时说。

也许,恰好是因具体充电输出功率比较有限,车主对功率大的充电的期望值非常高。中国新能源汽车充电基础设施建设推动同盟信息站负责人仝宗旗表明,在公共充电桩的补能行为中,87.9%的消费者充电时喜好挑选120KW及以上功率大的充电设备,而60KW下列充电设施设备客户选择率仅是1.6%。在其中,挑选120~150KW功率大的充电设施设备用户数较多,占艾力克35.1%。

“车主挑选充电桩的时候会充分考虑充电时间、停车场收费等多种因素。总而言之,功率大的充电设备很符合用户喜好。”仝宗旗表明。对于此事,以上充电桩运营企业内部人员觉得,也回答了现阶段汽车企业为什么大力发展超充桩。

中上游原材料端:角逐氮化硅

动力锂电池、充电桩阶段以外,高压快充技术性间距落地式营销推广也有一关能过:重要原材料氮化硅(SiC)。

“假如新能源电动车构架升级成800V甚至更多水准的软件上,包含逆变电源、电驱桥系统软件、电能转换在内的弱电链接将从过去的硅基商品换为SiC电力电子器件。”以上自有品牌汽车企业专业技术人员告知记者,原先的硅基IGBT处理芯片达到原材料极限值,而具有耐高压、耐热、高频率等竞争力的SiC是非常好的替代选择。

在SiC的应用中,特斯拉是第一个“吃螃蟹的人”。2018年,特斯拉汽车Model 3成功将IGBT控制模块改成了SiC控制模块。在同样功率等级下,SiC模块封装尺寸显著低于IGBT控制模块,而且开关损耗减少了75%。计算出来,选用SiC控制模块取代硅基IGBT控制模块,系统软件高效率能提高5%上下。

图片出处:华盖创意

恰好是此次大胆突破,让特斯拉汽车占据了400V电池系统的专业技术与市场。但是,成本费难点也曾经影响着特斯拉汽车。那时候,一块SiC电力电子器件的价钱会比传统式硅元器件贵十倍上下,即便现如今SiC市场价明显下降,但是其价格也是仍然是同样传统式硅元器件多倍。

“因为SiC生产流程难度系数比较高,现阶段成本费依旧是第二代晶体硅原材料的多倍。”中国一家电力电子器件企业的氮化硅技术工程师告知记者,“主驱逆变电源应用SiC,成本费大概在4500块左右,但应用光伏材料得话,只需1500块左右,价差在3倍。”

对于此事,兴业银行证券研报觉得,伴随着SiC产能提升,价钱会逐渐减少,而且运用SiC可以简单化直流电充电桩的电路结构,降低电子器件应用总数,减少热人力成本。总体来看,运用 SiC 可在将来为快充桩的建立给予低成本优势。

“SiC元器件具备高频、效率高、小容积等特点,应用SiC原材料可使电动机逆变电源效率提高4%,这将会让电瓶车的里程数最少提升7%;800V电压平台更新则是占有率提升动力之一,今后将规模性运用;预估到2025年可以达到48.32亿美金,领域将来5年复合增速可以达到25.5%。”华创证券分析认为。

实际上,特斯拉汽车以后,愈来愈多的车企已经快速应用SiC。最近,威马汽车发布国内首个批量生产800V高压SiC服务平台,可以实现充电5分钟,补充续航里程200km的能力。此前,比亚迪预计到2023年,电动汽车将完全用SiC基车用功率半导体替代硅基IGBT。

值得注意的是,当前SiC功率器件市场以海外巨头为主导。据Yole数据,2020年SiC功率器件市场中,意法半导体、Cree、ROHM、Infineon、Onsemi 市占率分别为40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%。“与国外SiC功率器件企业相比,国内企业与其差距在于产品的稳定性,这决定着能否快速达到车规级(应用)的关键。”上述碳化硅研发工程师说。

在开源证券分析师任浪看来,由于碳化硅仍在快速增长阶段,格局尚未固化,国内企业有望依托庞大的内需市场冲击海外巨头垄断地位。

产品普及仍待时日

尽管有种种难题待解,但业内对电动车超级快充的探索并没有放慢脚步。

“未来超级快充将与其他技术路线并存,成为新能源车主的补能选择。”于翔对记者说,无论是慢充、快充、超级快充还是换电,都会有不同场景及用途。例如,慢充多数投放在办公场所、社区;普通快充集中在一些配套设施相对完善的公共充电站;超级快充未来可能受到那些更追求时间效率和服务体验的中高端车型车主的青睐。

在中国电力企业联合会副秘书长兼中电联标准化管理中心主任刘永东看来,超级快充的普及推广也并非一日之功,仍需全产业链的共同配合。“大功率充电不仅仅是一个接口,它也是一个系统工程,包含车、枪、桩等全产业链。当然,我认为超级充电只是未来多元化技术路线中的一种,它更适合于中高端车型搭载,满足车主对充电功率和充电速度的要求。”刘永东说。

从目前来看,车企针对800V快充技术推出的车型以中大型轿车和SUV为主,售价在20万~50万元。比如,小鹏G9、机甲龙等车型将在年内陆续上市,业内预计真正支持800V快充技术的产品大年要到2024年左右。

图片来源:西部证券研报

比如,中金研报认为,800V高压系统平台兼容性高,预计全系800V架构将凭借其低损耗特性或将成为主流;而当前,不同车载零部件的高压成熟度不一致,车企或采用400V+800V混合方案,并向全系800V逐步迭代。

而随着大功率充电研究方向的确定,未来高压平台将演进到1000V~1500V。2021年,华为给出了一套比较明确的技术目标:到2025年将推出电压平台超1000V、功率600kW的快充方案,5分钟即可实现30%~80%SOC充电性能。

虽然距离高压快充产品普及尚有时日,但就像快充技术改变了大家使用智能手机的习惯一样,高电压平台技术的落地也会对电动车产品的技术走向和使用体验产生巨大影响。试想一下,当基于电压平台升高的量变,使电动车的便利性达到了媲美燃油车的质变,那么电动车取代燃油车的一天将很快到来。

每日经济新闻

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