目前電動汽車的直流充電站大部分工作在400V到480V之間,充電功率可達50kW左右。在此功率下,根據電池的大小,最多可能需要 80 分鐘才能增加 250 英里的續航里程。


400 V/480 V充電站的輸出功率可以提升到 100 kW 左右,此時充電插頭中導電引腳的散熱能力成為一個挑戰。盡管如此,即使在 100 千瓦時,增加 250 英里的范圍也需要大約 40 分鐘??梢酝ㄟ^對充電插頭進行液體冷卻來改善針腳中的這種熱量積聚,然后可以通過持續約 30 分鐘的充電來實現目標范圍。


然而,盡管 30 分鐘是一種改進,但它仍然是填充大多數油箱所需時間的兩倍,并且比許多電動車車主預期的時間更長。因此,在尋求獲得可接受的補充時間的過程中,向更高電壓的轉變是不可避免的。

800 V充電會成為電動汽車行業的常態嗎?有什么優勢

800 V 充電相對于較低電壓的主要優勢


快速充電的主要挑戰之一是電池中的熱量積聚,以及將車輛連接到充電站的插頭。


在電池中,這種溫度升高是強大的直流快速充電器產生的大電流和電池內阻的產物。當以非常高的電流充電時,如果產生的熱量不能快速去除,則陽極表面上會形成足夠的枝晶。由于這些晶體覆蓋了電極,電池失去了充電能力,在嚴重的情況下,尖刺狀的枝晶可以穿透分隔陽極和陰極的薄膜,導致熱失控。


通過將系統的工作電壓提高到 800 V,相同充電功率所需的電流是 400 V 系統的一半。將電壓加倍不僅可以降低電池和充電插頭的內部溫度,還可以縮短為電池組充電的時間。


這可以通過電能的公式來解釋:E = U x I xt,其中 U 是電壓,I 是電流,t 是時間。


充電時間 t = E / (U x I) 因此可以在任何給定電流下通過增加電壓來減少。通過切換到大約 800 V 的兩倍更高的電壓,理論上可以將充電時間減少到大約 15 分鐘,同時電力負載相同。


因此,在 800 V 下,使用 350 kW 充電器可以在七分鐘多一點的時間內將 64 kWh 電池從 20% 充電到 80%。


戴姆勒、福特、寶馬、保時捷和大眾汽車集團的合資企業 Ionity 在 2019 年法蘭克福車展上首次推出了大功率 350 kW 直流電動汽車充電站,能夠為兼容電動汽車提供 350 公里的續航里程只需 10 分鐘即可到達范圍。


通過對系統設計采用整體方法——從電網連接到充電插座——精心規劃的拓撲結構還可以顯著節省成本驅動組件。在以現有基礎設施為基礎的情況下,保時捷進行的一項早期成本比較研究表明,大功率充電網絡的特定成本(每千瓦充電功率歐元)可顯著低于典型的 400 V 快速充電網絡。充電基礎設施。


當然800V快充需要兼容更高電壓的車輛。因此,根據卡迪夫大學汽車工業研究中心教授彼得威爾斯的說法,雖然早期采用者是高檔豪華車,但該技術將滲透到大眾市場。


在某些情況下,在規模經濟和消費者需求的推動下,制造商已經在設計從 400 V 遷移到 800 V 的能力。

800 V充電會成為電動汽車行業的常態嗎?有什么優勢

800 V 充電將成為主流


保時捷設計的 Taycan 也與現有的 400 V DC 快速充電基礎設施兼容。該車標配 50 kW 功率,可選配 150 kW 裝置。


通用汽車憑借其廣泛的產品陣容正在設計Ultium 模塊化電動動力系統,使其能夠支持 400 V 和 800 V 應用。因此,雖然大多數車輛最初將配備 400 V 電池組,能夠快速充電至 200 kW,但 GMC 悍馬所在的更大卡車平臺將支持 800 V 和 350 kW 快速充電能力。


另一個已經計劃實施 800 V powernet 的主流大批量品牌是現代。最近發布的 Ioniq 5 基于新的專用 E-GMP EV 平臺,將采用 800 V 架構,可充電功率為 232 kW。這將能夠在 18 分鐘內將電池從 10% 充電到 80%(超過 200 英里的范圍)。


電力電子供應商德爾??萍己腿樟⒍奸_發了 800 V 逆變器,這證實了人們對 800 V 充電的興趣日益增長。德爾福聲稱,到 2024 年,它將向全球四大高端汽車制造商中的三家供應其 800 V“Viper”逆變器。


從之前的其他技術進步來看,很難打賭 800 V 充電會成為常態。內燃機的演變——從側氣門到頂置氣門,再到雙頂置凸輪軸——是有益技術如何席卷整個行業的一個很好的例子。


因此,在 20 年后,該行業可能會將 800 V 電氣化和充電的早期推出視為eMobility的決定性時刻之一。


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