小鹏打算用800V+快充桩解决用户的充电问题,充电5分钟能续航200km以上。
粤港澳车展上小鹏亮相了旗下中大型SUV小鹏G9,一台车的尺寸往往在很大程度上决定了它在该品牌中的地位,通常尺寸越大定位越高。当然,这样的产品也往往会被赋予更多的高科技配置;小鹏G9上除了智能配置之外,我们这次关注的点是800V高压SiC平台+480kW快充桩。
小鹏是怎么实现的快充?落地之后用户充电能不能有改善?
新能源时代来临之后,中国品牌在技术方面有了实现弯道超车的能力和机会,电池自研技术、混动技术以及快充技术等领域都有不错的技术产品。这一次小鹏G9的亮相,我们该关注的点是其使用的800V高压SIC平台。
在去年的小鹏汽车科技日上,小鹏汽车发布了中国首个量产800V高压SiC平台,充电5分钟即可续航200公里。
那么,800V架构高压平台到底是什么?
目前新能源市场中的大部分产品依然还在沿用400V架构,相较于400V技术平台,800V平台可以使用相对较低的电流,提供同等功率的充电效率;说简单点就是充电时间会比使用一样电流的400V平台减少约50%的时间,提高单次充电效率。
800V架构已经成了未来的趋势,比亚迪、吉利、通用、奔驰等品牌都在规划着自家旗下的800V高压平台。而800V架构能不能完全发挥出优势,核心应该放在逆变器上。
逆变器是纯电车型电驱系统中非常重要的部件,把电池所提供的直流电转换成牵引汽车的交流电小鹏这次在G9车型上,使用的是SiC(碳化硅)逆变器。在逆变器的选择上有IGBT和SiC两种模块能适配800V平台,最早使用800V平台的保时捷Taycan适配的是前者IGBT模块,22.5分钟从5%电量充到80%电量。
目前SiC广泛应用于电动汽车主逆变器、车载充电单元(OBC)及DC/DC转换器等应用。
SiC也被视为是800V平台的绝配,大众的PPE平台预计会在2022年之后大量使用SiC器件、保时捷Taycan配套充电桩使用了SiC器件、比亚迪规划2023年会用SiC器件替换现有的IGBT产品。
SiC逆变器对电动汽车的作用非常大,简言之,SiC有助于电动车充电效率更高效,充电时间更短,另外还有以下优势:
SiC的热导率是Si的 3 倍,在功率损耗产生的热量可以以较小的温度变化从碳化硅中传导出去;
理论上,SiC器件可以在 200°C 以上的温度下良好运行(这点比较考验封装技术),因为冷却需求显着降低,因而可以显着降低冷却系统的成本;
SiC器件的芯片面积能做到更小,能够实现更高的开关速度,能一定程度上降低开关损耗;
相同功率等级下,SiC模块封装尺寸小于Si模块,开关损耗降低75%,系统效率提升5%。
说几个SiC在生产制造上的难点,首先是从原材料和加工的成本上,近两年仍然还会处于一个高位;SiC器件通常要面临高压工作环境,并且工作温度是在200°-600°之间,那么与其配套的材料例如电极、外壳等也需要达到接近或同等水平;因SiC本身特性,较高的硬度会导致SiC在加工时磨损会非常高。
小鹏G9成为了国内首个使用800V高压平台SiC平台的量产车,主要的看点不光是800V而是SiC的应用。另外在车型硬件达到主流水准之后,在配套方案上小鹏给出了480kW高压充电桩这个解决方案。
除了800V高压SiC平台外,小鹏汽车还推出了配套的480kW高压超充桩,10%-80%充电时间仅需12分钟。小鹏的480kW高压充电桩什么概念,现在普遍公共充电桩能做到60-120kW,特斯拉V3充电桩支持300kW。
小鹏汽车预计会在第四季度开始部署这些480kW高压超充桩,充电5分钟能续航200km以上,这么来看确实能一定程度上改善补能体验。
技术上没有什么太值得讲的点,无非就是做好液冷线的处理、耐高温支持大电流充电、提高充电桩的密闭等级提高可靠性等,官方虽然没提SiC模块的应用,但根据车辆搭载的800V高压SiC平台,它的快充桩应该也是加入了SiC模块的。
之后我们来思考一个问题,如果大面积使用高功率的快充桩,同时给车辆供电输出会给当地电网带来一个非常大的挑战。如果电网建设支持高功率输出,那不会造成什么影响;如果不支持集中规模的高功率输出,那么可能会造成当地电网瘫痪、局域范围内停电等影响。
实际上小鹏G9为了改善用户的补能体验,做的是800V高压SiC平台+480kW快充桩+自研储能充电设备,把这三个单元放在一起看,才是一套完整的解决方案(实则有利有弊)。小鹏官方宣称一个储能充电设备,能满足30台车不间断的充电需求(没提及是否30台车均使用480kW充电桩)。
有了以上解决方案,就真不用担心充电问题了?由于用电规模、场地数量等多方面限制,再加上各种新势力企业开始圈地设立自家品牌充电桩,在热门商圈等场景下留给后者的机会越来越少。
如果小鹏的快充桩,建设在电网条件较好的区域内,或许可以省去储能充电设备这一环;如果电网建设不支持(或没有足够的容量支持)高压充电桩建设,那就要把储能充电设备纳入其中,这样成本和实施方案都会受到一定影响,当然这也能够让这套方案兼容更多的场景例如老旧商圈、小区、高速服务区等场景。
另外,快充桩其实还是优先服务于高压平台下的车型,反之高压平台车型又需要快充桩来解决补能这一问题。这是一个相辅相成的关系,虽然小鹏现在给出了一套看起来不错的解决方案而且科技含量不少,已经走在了行业的主流行列当中。
落地之后能否“好用”,才是这套方案的关键。这就要涉及到充电桩的准确性问题,一般来说品牌会在热门商圈、住宅区设立充电桩,但多数是无人看管(部分已经配备智能地锁),就直接造成了充电车位被占用的情况,这类情况在小鹏App车友圈里也是经常被反馈的一种。
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