1.全球汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化進(jìn)程持續(xù)加速,“充電補(bǔ)能”效率成為用戶核心訴求。
當(dāng)前,新能源電動(dòng)汽車數(shù)量依然緊缺,外加換電模式尚未成熟,充電補(bǔ)能效率提升勢(shì)在必行。
在全球新能源汽車供需兩旺,電動(dòng)化進(jìn)程持續(xù)加速的大背景下,充電樁數(shù)量緊缺導(dǎo)致用戶“充電一小時(shí),排隊(duì)四小時(shí)”的情況時(shí)常發(fā)生,為用戶帶來了充電補(bǔ)能焦慮。
同時(shí),換電模式當(dāng)下也面臨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,難以推廣落地的問題,預(yù)計(jì)短期內(nèi)難以成為主流的充電補(bǔ)能方案。
在新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善的當(dāng)下,里程焦慮問題極大影響用戶的體驗(yàn),充電補(bǔ)能效率的提升勢(shì)在必行。
如今,新能源汽車暢銷車輛在動(dòng)力性能、智能化和使用成本等方面相對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車已取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),但“長(zhǎng)途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當(dāng)下新能源汽車的兩大核心痛點(diǎn)。
充電補(bǔ)能效率的提升已成為用戶的核心訴求,在此背景下,更加高效方便的充電技術(shù)亟待推出。
2.交流慢充和直流快充均扮演著重要角色。
現(xiàn)今,交流慢充仍為主流,交流慢充是通過車載充電機(jī)(On-Board Charger;OBC)將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸入到汽車動(dòng)力電池之中,通常需要6~8小時(shí)的充電時(shí)長(zhǎng)。
迪龍:22kW車載充電機(jī)
交流慢充與直流慢充的主要區(qū)別在于是將充電機(jī)配置在車上還是充電樁上,配置在車上即為車載充電機(jī),反之即為直流慢充樁。
把充電機(jī)配置在車上可以實(shí)現(xiàn)有插座即可充電,一定程度上緩解了終端用戶出行的充電焦慮問題,而直流慢充則依賴外部直流充電樁,對(duì)公共直流充電樁覆蓋率提出了較高的要求。
同時(shí),各地頒布的地方性充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)自用充電樁宜采用交流充電方式,所以,相較于直流慢充,把充電機(jī)配置在車上,采用交流慢充才是主流解決方案。
隨著車載充電技術(shù)的不斷發(fā)展,OBC的充電功率也在不斷提高,從一開始的2kW、3.3kW發(fā)展到現(xiàn)今的6.6kW、11kW、22kW,充電效率在不斷提升。
直流快充則是通過數(shù)百千瓦的大功率直流充電樁將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并輸入到汽車動(dòng)力電池中,可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)充電80%。
根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)《節(jié)能與新能源技術(shù)路線2.0》中充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)目標(biāo),2025年-2030年慢充端口保有量有望達(dá)到1300萬-7000萬,快充端口保有量有望達(dá)到80萬-128萬,并建立以有序交流慢充為主,應(yīng)急快充為輔的充電體系。
快充能夠高效率、短時(shí)間完成充電補(bǔ)能,極大緩解了用戶的充電焦慮問題,但交流慢充具備低成本、易普及的優(yōu)勢(shì),所以未來“交流慢充”和“直流快充”均扮演著重要角色。
3.800V高壓平臺(tái)加速來臨。
快充技術(shù)的核心在于提高整車充電功率,根據(jù)P=UI公式,快充升級(jí)的技術(shù)手段在于提高電壓或提高電流。
提高電流將會(huì)帶來更沉重的線束、更高的功耗以及更多的附屬設(shè)備,而提高電壓將會(huì)有更大的設(shè)計(jì)自由度,基于此400V電壓平臺(tái)有望向800V平臺(tái)逐步演變。
目前主流新能源汽車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍為230V~450V,統(tǒng)稱為400V平臺(tái),未來電壓范圍為550V~930V,統(tǒng)稱為800V平臺(tái)。
由于當(dāng)下充電補(bǔ)能效率已經(jīng)成為用戶的核心關(guān)注點(diǎn),800V高壓平臺(tái)可以有效地解決補(bǔ)能焦慮問題,所以主流車企開始紛紛布局,800V高壓平臺(tái)趨勢(shì)有望加速來臨。
4.車載OBC朝著雙向化、集成化、高功率方向發(fā)展。
雙向車載充電機(jī)具備向動(dòng)力電池充電和由動(dòng)力電池向外部放電的雙向功能,能夠拓展用戶應(yīng)用場(chǎng)景,進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn),具有來看有以下三種場(chǎng)景。
V2G,向電網(wǎng)傳輸電能,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)間的能量雙向流動(dòng);
V2H,向家用電器供電,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)向各類家用電器供電,方便用戶出行野炊使用;
V2V,新能源汽車與新能源汽車之間傳輸電能,實(shí)現(xiàn)車與車應(yīng)急充電,便于用戶應(yīng)對(duì)特殊場(chǎng)景。
OBC的雙向化需要將充電與放電功能模塊集成到一個(gè)電力電子變換器中,實(shí)現(xiàn)高功率密度集成,降低產(chǎn)品成本與體積。
雙向化可以豐富車載OBC的應(yīng)用場(chǎng)景,同時(shí)可以通過高度集成提升產(chǎn)品效率,縮小產(chǎn)品體積,所以雙向化是OBC重要的發(fā)展方向。
集成化,核心零部件的集成化設(shè)計(jì)可節(jié)省整車有限的空間,同時(shí)在OBC性能提升的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和輕量化,降低生產(chǎn)成本。
當(dāng)下行業(yè)主流是將OBC、DC/DC變換器和高壓配電盒三者或其中兩者進(jìn)行集成,稱之為“二合一”或“三合一”,代表產(chǎn)品是迪龍新能源科技河北有限公司的M64三合一車載集成一體機(jī)和M22A二合一車載集成一體機(jī)。
迪龍:M64三合一集成一體機(jī)
高功率,伴隨著新能源汽車?yán)m(xù)航里程的提升和電池容量的擴(kuò)充,傳統(tǒng)的3.3kW和6.6kW車載充電機(jī)已不能滿足當(dāng)下電動(dòng)汽車的充電需求。
在800V高壓平臺(tái)趨勢(shì)下,車載充電機(jī)正不斷向著11kW和22kW大功率方向發(fā)展。整體來看,未來車載充電機(jī)將會(huì)向更大的功率等級(jí)、更高的集成化以及雙向化方向發(fā)展。
審核編輯黃宇
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