IT时报 -V6 新应用-
6新应用
  • ·破解车主“里程焦虑”
  • ·AI Inside 万事有万心

800V高压快充普及固态电池新突破换电模式打破“藩篱”

破解车主“里程焦虑”

  

IT时报记者潘少颖
  “关键时刻,还是要看‘春运祖师爷’!”
  “像极了年迈的父亲,挺身而出再帮儿子一把!”
  今年春运,在北方地区大范围低温雨雪冰冻天气影响下,高铁列车大面积降速、停运,绿皮火车承担起了运输重任,载着无数人踏上归乡之路。于是,网友们发出了各式各样的感叹。
  面对这样的极端天气,新能源汽车无力抵挡,“里程焦虑”被放大,困扰着无数车主。
  发展新能源车,充电和续航是必须突破的问题,新材料、新技术不断涌现,目的只有一个,更快地“喂饱”新能源车。这其中,涉及两个关键问题,提升汽车的带电量以及提高补能效率。
  技术进步、市场需求、政策支持……2024年,新能源车充电问题能在哪些方面得到解决?
预加热、超充成为主流
  “被困在湖北高速上,电量即将告罄,不开空调也掉电,只能裹着被子坐在车里,最近的高速充电站还有4公里。”前些天,一则视频在社交平台上流传。这是一位被困在湖北高速上近30个小时的网约车司机,高速路上积满冰雪,有人已经开始手动推车。
  虽然这种现象并不常见,但新能源车一到冬天就飞速掉电让司机烦恼不已,一不小心就会“人在囧途”。“电池的物理特性决定了其在极端寒冷情况下,消耗非常大。”中国电力企业联合会副秘书长刘永东向《IT时报》记者表示,大多数电动汽车和插电式混合动力汽车使用锂离子电池,对温度变化敏感,寒冷天气会使得电池发生化学反应,导致效率降低,锂离子电池一般在15—25摄氏度之间处于最佳运行状态。
  那么,能否给电池加层“棉衣”来抵御寒冷,不至于让续航里程大幅缩水呢?刘永东透露,2023年,东北地区推广了电池预加热技术,充电时先给电池进行保温或升温,减少电池受寒冷环境影响的程度。目前,纯电动汽车电池组的预热方式主要有两种,即外加热和内加热。“一开始充电速度比较慢,但随着温度慢慢起来,充电速度会加快,在使用时不太容易掉电。”但使用这一技术的前提是,需要匹配的车辆,同时也要改变充电桩的配置。
  除了预加热,还有超快速充电技术。“充电10分钟,续航400公里”的超快速充电,被视为解决新能源汽车补能焦虑的关键一招,其本质上是“大功率直流充电设备”,超充的普及会推动新能源汽车取代燃油车“奇点时刻”尽早到来。
  从30kW到60kW再到360kW,在诸多业内人士看来,快充技术正在得到广泛应用,大功率充电站不断增加。超充技术“卷”出天际,2023年8月,宁德时代发布全球首款采用磷酸铁锂材料并可实现大规模量产的4C超充电池——神行超充电池,实现了“充电10分钟,续航400公里”的超快充速度,并达到700公里以上的续航里程。
  据《IT时报》记者了解,北京、深圳、广州等地正在进行超充技术的建设规划,估计两三年左右就能普及。以深圳为例,截至2024年1月5日,深圳已建成超充站161座,被称为“超充之城”。固态电池被看好
  2024年伊始,新能源电池行业新动作不断。1月4日,比亚迪徐州钠电池项目开工;1月5日,江淮钇为全球首款钠离子电池(简称钠电池)量产车正式交付;1月6日,宁德时代申请钠离子电池正极材料及其制备方法、正极极片及电池和用电装置……不同的车企指向同一个方向——钠离子电池,从计划测试到量产上车,钠离子电池发展十分迅速。
  据《IT时报》记者此前在采访中了解到,钠离子电池对高低温的适应性要好很多,生产也比较便捷,原料成本低廉也是钠离子电池的优势所在。低成本、高安全、高性能等特性,使钠电池成为电池厂商争相入局的Plan B。但钠离子电池有一个“致命”缺陷——能量密度不足。目前,磷酸铁锂电池能量密度能达到140~ 180wh/kg,而钠离子电池只能达到120~140wh/kg,如果将锂离子比作乒乓球,那钠离子就是足球,想要跑同等距离,车辆需要为电池预留更大的体积。
  新材料、新技术不断突破,除了钠离子电池,不少业内人士均看好固态电池。固态电池是一种新型的锂离子电池,它采用固态电解质代替了传统的液态电解质。
  王嘉宁告诉《IT时报》记者,动力电池具有高能量密度、更安全以及更快充电速度的特点,预计在2024年左右,将开始在新能源汽车上广泛应用。
  不久前,中国台湾电池制造商辉能科技宣布全球首条“固态电池”生产线正式投产,并已将样品分发到各大新能源车企用于测试和开发模块。辉能方面介绍,该固态电池12分钟可充80%电量,满电可让电动汽车实现超1000公里续航,充放电循环寿命超1000次,而且在-30° C的极寒环境下电量依然出色。
800V高压平台将普及
  高效快充技术显著缩短了充电时间,快充功能正成为新能源中高端车型的标配,这也成为动力电池制造商新一轮的竞争焦点。
  在科技投资专家王嘉宁看来,800V高压快充成为趋势,“如创维、小鹏、广汽埃安等,纷纷布局800V快充技术,支持4C甚至更高倍率的快速充电。”小鹏G6搭载的800V高压平台,仅需1分钟即可为车辆增加5%的续航里程;广汽埃安旗下高端车型昊铂GT以其800V高压技术实现15分钟快充450公里续航。
  现在市面上大部分纯电动汽车搭载的电池均来自400V电压平台,在250A电流下,30分钟能实现30%—80%补能,虽然充电速度并不慢,但相比800V差距明显,是后者快充时间的两倍或以上。举例而言,一辆搭载100kWh电量的电动汽车,在400V电压、250A电流下,充电从30%到80%需要30分钟,如果电压提升至800V,15分钟就能实现电池充满,达到4C效率。
  “800V高压快充将在2024年进一步普及并优化,随着更多车型搭载该技术,配套的充电设施建设也将加速,以满足高压快充的需求。同时,车辆内部电气架构、热管理系统等相关零部件也将得到进一步技术创新和升级。800V高压快充将成为新能源车充电的重要发展方向之一。”王嘉宁向《IT时报》记者表示,要注意的是,大规模普及高功率快充设施将给电网带来巨大负荷,需要配套的电网升级和技术改造。
  剑指新能源车最后一个痛点的800V高压快充,预示着行业超级快充趋势已经确立。但在刘永东看来,高压快充在普及过程中也会遇到不少难点,“比如支持800V高压快充的车都比较贵,而且并非所有车型都能兼容最新的快充标准。此外,充电桩也要支持高压快充,涉及设备成本和安全性等问题。”打破换电的“割裂”模式
  蔚来主打的换电模式,一直以来被认为是电动车最佳的补能方式,车子开到换电场站,几分钟,车上电量耗尽的电池被卸下,一块“满血”电池装到车上,和需要半小时的充电相比,这样的速度无疑受到车主的欢迎,换电技术也在逐渐被接受和应用。
  2023年,蔚来新建了1000座换电站,累计建成2305座,还包括745座高速换电站,平均每150公里高速公路就有一座蔚来换电站。2024年1月,滴滴与宁德时代成立换电合资公司,从网约车场景切入,解决网约车补能问题。
  政策层面也在不断加码,推动换电模式的普及。在2023年12月举行的全国工业和信息化工作会议上,工信部强调2024年将支持新能源汽车换电模式发展,抓好公共领域车辆全面电动化先行区试点。
  “2024年,换电模式会在重卡领域大力推广,出台具体标准。”刘永东向《IT时报》记者表示,重卡的使用场景比较清晰,如矿区、电厂、港口等,而且烧柴油的重卡成本比较高,在重卡集聚的区域建设充电场站,可以和运营有机结合,换电模式经济性得以凸显,换电模式不再是“死路一条”。
  的确,换电模式的经济性和可持续性将是2024年关注的焦点,包括换电站的投资回报周期、电池资产运营方式及用户订阅服务模式等。
  但换电模式也存在诸多问题,其中之一就是品牌“割裂”,换电模式难以实现不同品牌间的通用,仅限于单一品牌内部使用。
  “首先,要关注换电模式的标准化进程,不同品牌之间实现换电标准的统一或互操作性设计,电池的互换性和共享性可以促进换电服务更加便捷高效;其次,可以探索智能化换电技术,包括自动换电机器人、无人值守换电站等应用,提升换电效率和服务质量。”王嘉宁说。