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領先一步 大功率液冷超充技術推動全行業向前發展

2021-06-21 08:59:00 中國能源網

2020年中電聯公布了中日兩國合作制定的大功率快充新標準—超級充電標準,中電聯預計2025年可以全面提供超充服務。隨著新能源汽車市場規模的不斷擴大,消費者對充電便利性的要求越來越高。為滿足更多不同場景下的充電需求,同時提高充電樁的使用效率,超大快速充電技術再度成為業內關注的焦點。直流大功率充電成為新能源汽車行業未來發展的必然趨勢。

據最新數據測算,符合2015版國標的新能源汽車保有量以及充電設施保有量分別約為450萬輛和152萬根。當前階段,公共充電設施的充電功率范圍主要集中在60kW~180kW之間,充電時長為0.5~2小時。隨著車輛續駛里程的不斷增加,部分用戶對更大功率、更快速度的充電需求迫切,希望充電時長能縮短至20分鐘甚至更短時間。

國家新能源汽車創新工程專家組組長王秉剛進一步指出,快充的應用場景主要有三種,首先是因各種原因需要在公共充電站充電的私人電動汽車,例如出遠門或臨時發現電量不夠以及沒有停車位充電條件的汽車;其次是每日行駛里程很長的運營車輛,包括出租、旅游、物流和網約車等;第三則是公交車。綜合來看,出于長途旅行和運營車輛的考慮,應當在公共充電樁中布局一定數量的超級快充樁來滿足相應需求。

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事實上,車企已經提前看到市場需求并積極開始相應布局。中國充電聯盟技術和認證部主任劉鍇表示,目前已有多家車企在進行快充車型開發,包括吉利極氪、廣汽埃安、比亞迪、長城汽車、特斯拉等。在今年的上海車展上,起亞EV6全系車型支持400V和800V充電,現代IonIQ 5最新800V高電壓平臺支持高達350kW超大功率充電,東風旗下嵐圖汽車近日宣布正在研發基于超高壓平臺的超級快充技術。

與此同時,零部件供應商也相繼發布了支持快充的產品計劃,除了此前已經公布快充技術的寧德時代,蜂巢能源首次在今年上海車展上對外發布了全新快充技術和對應電芯,第二代4C快充電芯容量165Ah,能量密度大于260Wh/kg,僅需10分鐘就可實現SOC(充電狀態)20%~80%;舍弗勒全新推出的電機系列產品也能夠實現電壓等級48~800V、功率等級15~300kW及以上全覆蓋。

前不久,中國科學院院士歐陽明高在電動汽車百人會組織的研討會上指出,解決充電的后顧之憂,需要更大功率的快充技術,超級快充是大勢所趨,行業需要推進電動汽車采用≥800V的更高電壓平臺。歐陽明高強調,對私家乘用車而言,基于車網融合和大功率快充技術的發展前景以及電池底盤一體化設計趨勢,我個人更看好的還是充電。據歐陽明高團隊的研究表明,對一個續航里程600公里的車5分鐘應急補電充200公里是完全可行的。

相對于“細水長流”的慢充,便捷高效的快充充電樁顯然更加符合消費者胃口,也成為車企和充電樁企業競逐的焦點。北方工業大學教授、汽車產業創新中心主任紀雪洪認為,研發和普及高功率充電技術,已經成為推動行業進步與發展的重要因素之一。

例如國家電網的快充充電樁,功率已經達到160kW;在新能源汽車方面動作頻繁的北汽,最新推出的大功率充電樁功率達到150kW;而國外企業當中,特斯拉所使用的第二代超級快充功率已達350kW,保時捷的充電功率可達450kW。

部分車企已經在積極主導根據大功率快充車型推廣計劃,布局快充充電樁建設。例如廣汽巨灣技研研發的基于2015版國標、增加液冷系統的充電槍,支持最大電流600A,充電模塊最高電壓支持1000VDC,充電樁功率輸出不低于480kW,并可升級到600kW。在充電倍率6C下,電量從30%到80%所需充電時間僅為5分鐘。廣汽埃安總經理古惠南也曾表示,“如果8分鐘要充電1000公里的話,需要建設高功率的快充樁,技術上可以實現,只是成本高,我們會按節奏來推廣。”

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因此,動輒幾百千瓦功率的充電樁,傳統的風冷技術早已不能滿足散熱需求,液冷技術成為目前最可靠的解決方案。銳速品牌在2021年成功研發出500kW的液冷超級快充充電樁。這意味著,應用這款產品充電的新能源車,從0電量到80%,最快可以在10分鐘以內完成。

其實,液冷技術的原理不難理解,在電纜和充電槍之間設置一個專門的循環通道,通道內加入起散熱作用的冷卻液,就可以通過動力泵推動液體循環從而把熱量帶出。目前應用最多的是液冷線纜,與普通線纜相比,其可以一邊導電,一邊用冷卻液散熱。但液冷不同與風冷的地方在于,它的密封性必須做好,因為一旦管路發生泄露,就容易導致冷卻系統失效。

此外液冷還可以縮小電纜直徑,最終讓充電設備輕量化,因此在技術路徑方面,充電樁制造企業的技術路徑基本相同,盡可能制造出“又冷又快”的充電樁。

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銳速團隊率先研究大功率液冷充電技術,在研發團隊的持續推進下,產品已歷經幾次結構升級、可靠性能提升。2020年10月,銳速大功率液冷充電系統(包含充電樁、充電槍、高壓線束、連接器、充電座、母排、調試配套)進入實車測試階段,已同多家乘用車企聯合做實車驗證。

銳速大功率液冷充電樁是一款面向未來充電系統的直流充電設備,同時可匹配2015國標的充電槍,在帶冷卻情況下,充電電流高達600A,電壓1000V,在車輛電池能承受的前提下,理論上最快可以實現10分鐘充電至80%的目標。能有效解決長續航里程汽車,出租、物流、網約運營車,特大城市公交車、高速公路車的充電時長問題。

目前,該產品已批量供貨,銳速長期以來為滿足客戶需求,圍繞新能源電動汽車技術發展的趨勢,以高電壓大電流充電為核心研發動力,為新能源汽車提供完善的高壓大功率快充系統整體解決方案。

未來,銳速智能將全力推動大功率液冷充電樁的技術發展,為緩解用戶充電焦慮,將在充電功率、安全性、適用性等方面不斷完善。一方面為我國大功率快充發展路徑和相關標準的制定,提供技術探索和實踐經驗;另一方面,全面助力中國電動汽車產業的快速發展,為實現中國成為汽車強國的宏偉目標貢獻一份自己的力量。




責任編輯: 李穎

標簽:大功率液冷超充技術,充電樁