快充技术迅猛发展 1小时累计续航近3000公里

文章来源:网易汽车 发布时间:2017-07-27
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不少拒绝电动汽车的用户表示,只有当电动汽车的续航里程以及充电时间达到了传统内燃机车型时,他们才会考虑电动汽车。不过,现在看起来,电动汽车达到上述水准也不会太久远了,而且现在技术的发展已经远超过专家们的预测。

据《人车志》杂志报道称,目前充电基础设施已经取得了快速发展,充电技术发展已经领先于电动汽车技术的发展,按照10分钟充电可保证300英里的续航里程来看,一小时的充电则意味着可以累计保障1800英里的续航里程;而且460kW充电速率的新技术即将到来。

不少拒绝电动汽车的用户表示,只有当电动汽车的续航里程以及充电时间达到了传统内燃机车型时,他们才会考虑电动汽车。不过,现在看起来,电动汽车达到上述水准也不会太久远了,而且现在技术的发展已经远超过专家们的预测。

据了解,今年安装的充电基础设施可以进行升级,10分钟的充电时间可以确保300英里(约483公里)以上的续航里程。按照“每小时的充电续航里程”这个标准来算,1小时的充电时间则可以保证电动汽车1800英里(约2897公里)。

快速充电技术领先汽车技术发展

尽管在设计上,这些充电基础设计具备了上述能力,但在初始阶段,新一代公共充电站中仅有很少的一部分具备这种能力。因为,目前很少有电动汽车的电池能够以如此之快的速度接收电量。在电动汽车的演化进程中,商用充电硬件的发展并没有落后于电池以及汽车技术的发展,反而却积极准备并超越电动汽车硬件系统的发展,这足以令行业内部人士吃惊。

不管是在CHAdeMO以及联合充电系统(Combined Charging System,CCS)上,现有的直流快速充电速率已经达到了50kW,不过一些汽车制造商还列出了一些仅在理论上可行的更高充电速率。目前,CHAdeMO以及联合充电系统都在进行着系统更新,使系统能够兼容150kW的充电速率。据了解,能够达到上述充电速度的公共充电桩有望将于今年年底上线。能够兼容350kW及以上的超速充电器(ultrafast charger)目前还处于研发之中,而350kW的速度几乎相当于油箱加油的速度。现在,加州正在测试350kW的超速充电桩。

瑞士电力和自动化巨头ABB集团市场和销售副总裁约翰?彼得斯(Johan Peeters)表示:“7年前如果你和我谈论350kW的充电速率,我根本不会相信。但现在我们却在讨论更高的充电速率。”

460kW:很快到来的更新、更快充电速度

充电速率还会提高多少呢?在未来几年,一种新型高性能CCS充电标准将能够提供高达460kW的直流充电速度、920伏、500安。据了解,这种新型充电系统使用了一个特殊的、带有液体冷却装置的充电接头,并能够实现与当前汽车兼容。如果电压达到920伏,这将远超过800伏。当2015年保时捷发布Mission E概念车时,800伏这个电压概念尚且遥远,依旧难以置信。电压增强,在短短的15分钟之内,续航里程便可以恢复250英里(约402公里)以上。

即便在这种高速率之下,专家依旧警示称,在两次充电之间,电池组的电量需要比你想要的续航里程要高25%。彼得斯表示,不管电池组的容量多大,真正的快速充电只能在前80%的充电容量中实现。恰如往酒杯中倒啤酒一下,这需要技巧与条件。“在最后的20%,你需要慢下来,否则会气泡沫并外溢。”

150kW以及更高充电速度的充电系统正在加快部署,据彼得斯介绍,其中一部分原因是由于锂离子电池组的价格越来越便宜,而且容量越来越大,电池技术的发展要快于预期。彼得斯表示:“简单而言,如果你的电动汽车没有一个40KWh的电池组,那么明年,你就落伍了。”

拥有40至60kWh电池组的汽车将会大量出现,按照现有技术,这部分电池约需要充电1小时才能够实现充电80%(完全没电情况下,或者接近该状态)。彼得斯表示,如果用户是在周末时间长时间外出旅行,1小时的长充电时间是不可接受的。

此外,并不是所有人都认为更大的电池组可以满足更快充电能力方面的要求。通用汽车弗雷德?里高丽(Fred Ligouri)表示:“这个问题需要从实用角度来考虑。” 里高丽表示,通用的电动版雪佛兰Bolt配置了一个60kWh的电池组,它可以满足用户每天的日常出行以及绝大部分周末长距离出行需求。

高端电动汽车的长距离驾驶能力

高端电动汽车品牌与普通电动汽车的区别可不仅是电池组大小的区别,充电能力也是其中一个重要区别。目前,特斯拉非常注重这种区别,特斯拉CEO埃隆?马斯克暗示称,特斯拉正打造超过350kW的充电能力。目前,特斯拉Supercharger充电器的充电速率已经可以达到145kW,但是,特斯拉车子的最大充电速率被限定在了120kW。经过长期测试,特斯拉Model S P85D是可以在美国完成跨越东西边境的长途旅程,但是45分钟的Supercharger充电间隔略显冗长,如果能够实现快速充电,这将是极为诱人的选择。

因此,为了既兼容主流电动汽车50kW的充电速度,又要满足高端品牌400kW的需求,商用充电器制造商以及充电运营网络需要考虑更多的内置充电灵活性。这也就是为什么几家前沿的充电装备供应商都在考虑模块升级系统。

今年年初,ChargePoint公司接管了通用电气的所有商用充电站,现在公司声称已成为世界上最大的充电网络。ChargePoint公司宣布了一种全新的Express Plus(特快加急)结构,能够兼容1000伏特,并融合了液体冷却电源模块以及电源组。ChargePoint表示,通过50kW的直流快速充电器,一辆相同效率的电动汽车可在15分钟内恢复45英里的续航里程,如果在400kW的充电硬件条件下,相同时间下,续航里程可恢复到370英里。

同时,ABB集团也研发了自己的充电器,该款充电器将被EVgo公司所采用。EVgo是ChargePoint公司的竞争对手。ABB集团的设计理念考虑到了电网稳定性,所以,其1.2百万伏特下的每个子交流充电站都能够驱动6个超速充电桩,斌兼容两个充电标准(CHAdeMO和CCS)。

尽管充电基础设施硬件今后可以更新,但是,服务商们在选址时必须慎重考虑。ChargePoint公司销售副总裁迈克尔?琼斯(Michael Jones)表示,400kW相当于一整个杂货店的用电量。

随着技术改进以及充电硬件的更新,家庭充电速率也将从当前的3至7kW提升至10kW甚至更多。此外,在第二等级的商业充电站点,比如商场、餐馆以及停车位等,超过50kW的充电服务可能也会被提供(现在的充电速率约为20kW甚至更低)。第三等级的商用充电设施将专注于“边驾驶边充电”,这意味着在相对短暂的时间里,快速大幅提升电量。对于拥有较小电池组的电动汽车,这意味着高达150kW的充电速率;对于中等市场价位的电动汽车,充电速率约在120至150kW;而高端电动汽车们的充电速率可以达到300kW甚至更高。

一系列高成本问题

不过,随着超速充电站的到来,充电服务商以及汽车制造商们都将面临新的问题。除了高昂的初始成本之外,这些超速充电站的运营花费亦将非常高昂,因为超速充电服务一般被认为是一种按需服务,公共事业部门也将因能源需求与消费从其中收费。据EVgo公司介绍,这种需求引致的费用约占它们运营成本的80%左右。因此,在一个站点安装更多的充电桩可以分摊这笔费用,从而降低运营成本。

另一个问题则是,用户们更倾向于选择更快速的充电方式,而不管他们是否真的需要快速充电。比如,Bolt电动汽车的前任——雪佛兰Spark,约80%的购买者额外选择了快速充电装置。尽管Bolt的续航里程大幅提高至238英里(Spark仅有82英里),通用汽车预测,至少80%的Bolt购买者也将选择快速充电装置。

汽车制造商们早就指出:超速充电的费用不会便宜。首先,它会导致汽车额外的重量(电池以及冷却系统);其次,相关的研发以及耐用性测试需要确保汽车电池组能够承受超速充电。不管怎样,最新的快速充电装置已经取得了重大进步,使一系列汽车能够使用快速充电装置,而这些汽车包括保时捷Mission E、奥迪e-tron,甚至还包括Lucid Air以及法拉第未来的FF 91……

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