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[新能源天地] 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

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CDer:000243008
发表于 2021-04-08 14:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

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[搜狐汽车·黑客] 如环保主义者所言:人类的日常生活可以没有石油,但不能没有电。于是,纯电动车成为了降低二氧化碳排放量、从根本上为全球变暖降速的终极目标。在奔向目标的过程中,电动车补能效率远不如传统燃油车加油,乃是“大山”一般的存在,而这个“故事”里没有愚公感动上天的桥段,只有技术与产业的步步为营。
[·都知道充电速度看电压和电流 殊不知“天花板”的存在·]
充电功率(单位为kW)越大,单位时间补电量(单位为kWh)越多,这一点无需多言。且纯电动车的动力系统均为直流电路,参照中学物理的公式:功率=电压×电流,所以决定充电速度无外乎电压和电流两大关键参数。
关于新能源车为直流电路的两点“证据”:
1.疫情期间,传统燃油车长时间停放后无法点火的问题,纯电动车没有。原因就在于动力电池与12V电瓶之间的DC-DC直流转换装置,能够保证电瓶的良好状态。
2.使用交流慢充电桩充电,不少车内仪表能够显示接收状态的车辆,电压和电量两项数据,与交流慢充桩的输入的大相径庭。
以我们最近测试的理想ONE为例(支持最大60kW直流快充),6.6kW交流桩输出的电压在220-250V区间、电流在30A上下。而车辆实际接收的两项数据分别为367V、14A(接收端有一定的损失)。
接着回到本文主线:充电为什么不够快?表面上的“锅”不是电压就是电流,深层里的原因,正是我们此前多次提到的国标充电接口这个“天花板”。现行的GB-II标准中,电压的上接着回到本文主线:限是750V,电流最高只能到250A,即理论上的最大充电功率为187.5kW。这个数据即便是马力全开,也无法“翻山越岭”、拉近与燃油车在补能效率上的差距。
不过,这样日子就快结束了。日前中国电力企业联合会与日本电动汽车快速充电器协会联合发布了新的快充标准—CHAdeMO 3.0(兼容GB/T国标,预计将以GB-III来命名)。新的充电标准最大电流可达600A,特定环境下的电压高达1500V,即理论上的最大充电功率为900kW。映射到实际用车中,实验室级别的充电5分钟续航800公里尚无法实现,但10分钟可补充450公里续航的基础已经具备了。
[·现行标准都达不到 新标准又有何用?·]
看完以上新国标的参数,那么问题来了:国内现行的GB-II充电标准都没有车能够达到,继续提升“天花板的高度”有用吗?答案是肯定的。简单概括原因在于可以用“水涨船高”来形容,仔细分析其实还是电压和电流的事。
先说电压。现阶段国内充电桩的750V上限,大家熟悉的乘用车难以实现,现阶段只有保时捷800V这一个例外,起亚品牌也在前日发布了800V充电计划。其理论上的最大充电功率为270kW,即800V×337.5A,到了国内只剩下了前文提到的750V×250A=187.5kW理论MAX。新国标可以直截了当的为这项快充技术“解开封印”。
乘用车只有保时捷800V独树一帜,而电动大巴、物流等商用车在充电效率上,可都是“以高电压为生”的。以我们的亲眼所言为例,去年在北京的国家电网120kW示范充电站见到的宇通纯电动大巴,实际充电电压接近650V。
图为宇通纯电动大巴国标120kW电桩充电数据
前日疫情复工系列选题中,走访充电站时见到的“红福田”(福田全新电动大巴以红色涂装居多,司机们为区分老车型的俗称),其额定的平台电压为614.4V,在120kW快充电桩的需求电压超过了700V,实际电压也能维持在650V的水平。
图为福田纯电动大巴国标120kW电桩充电数据
这一方面说明了商用车普遍走高电压的技术路线,另一方面充电桩本身750V上限的瓶颈,也让本身留有一定余量的纯电动大巴们,在充电电压上没能“尽兴”。而新国标提高了上限之后,这些纯电动商用车也会随之有着更好的“发挥”。
再看电流。纯电动的“大车”与普通用户的关系不大,高平台电压的“小车”除了保时捷,也就还有比亚迪因“(参数|图片)乘并举”的充电策略,令其一直在现行GB-II增加电压收益更大的情况,在国标快充电桩上的充电效率独领风骚。而绝大部分的电动车都是以电流来提升充电速度的。在车辆平台电压设计之初就已确定上限的情况下,放开充电桩电流的限制,那么更快的补能也就指日可待了。
前文电压的上限提升、留出更多余量,同样适用于电流。最直观的例子当属特斯拉的超充:现阶段最新版本21700圆柱电芯的Model 3(参数|图片),电压除了快充满时能超过400V,大部分时间都维持在400V以下,充电速度全看电流。而要更接近最新的V3超充理论最大值的250kW,新国标电流上限从250A来到600A,绝对是一大助力。
另外,新国标的充电协议的兼容性将带来升级,现阶段特斯拉在国标充电桩充不上电,甚至是烧坏充电系统的情况,将会随之得到“根治”。对于特斯拉车主来说,以后就没有“野桩”之说了。
[·充电真到这么快的时候 那换电还有活路吗?·]
虽然新国标10分钟可补充450公里续航有些理想化,但充电十分钟满足5个工作日的日常通勤,想来并非好高骛远。那么如小标题的疑问所说:补能效率上能与燃油车加油排队状态下相提并论,但成本、标准均存在难题的换电模式,还有活路吗?答案也是肯定的,原因以下咱们慢慢聊。
以笔者去年实地体验的蔚来NIO Power换电站为例,为了避免出现过在拧固定电池的“螺丝”时速度过快、扭力超上限而卡住的情况,其换电速度变慢了,但从车开到工位上到更换完成及检测,也只需要不到10分钟的时间。而且NIO Power乃至所有换电站本身“简易房”形式的可移动特性,在建设成本方面也算可控,比地面硬化等需要大工程的充电站还要便宜。
但是(转折来了),任何商业化产品,体量上去了才能降低成本。而动力电池组全世界也没有任何尺寸方面的标准,因为每家车企的电动车都有自己涉及到“钱”的考量,所以降低换电成本的电池标准,如果损失到了企业的利益,那么自然是无法推广的,中国乃至美国、欧盟等等国家级别也难以作为发起者。
于是乎,现阶段大家比较熟悉的换电只有蔚来,比其更早的北京汽车集团(前北汽新能源品牌),下了大决心累计投入30亿元人民币,其中绝大部分花在换电上的擎天柱计划(与奥动合作),如今也只限于运营市场。
动力电池标准不统一这么大的难题,我们认为换电依旧有活路,原因在于它将改变能源网络,即我们此前文章中多次提到的“充电一张网”。大家都知道电网发出来的电,白天用量大、夜间其实有很多浪费,因为没有地方存储,电动车的动力电池正是储存电能的最佳选择,即夜间充电、白天返还一部分给电网;而享受夜间谷时电价给预备的电池充电的换电站,则是另外一个选择。
具体来说,除了可与燃油车加油相提并论的补能效率,在建立从根本上提升电能使用率、从根本上减少发电浪费的能源网络中,换电站的发挥空间可以用大有可为来概括。
[·写在最后·]
在搜狐汽车·E电园此前的车友调查中:绝大多数接受调查的车主认为,充电不变、时间过长给出行效率带来的负面影响,要比车辆续航更让人“焦虑”。由此可以看出:电动车无论续航多少,有电的时候都是一条好汉,所谓的“焦虑”是“没电了怎么办”,所以补能乃是摆在推广电动车面前最大的难题。
更高效的充电是国家想给的、车企想看到的、用户想要的,所以无论是功率更大的充电桩还是换电模式,都是大势所趋。现在看上去确实困难重重,但跳出电动车补能的这个“圈子”,人类从爱迪生就开用电,电动车充电相比工业用电也差了不小的量级,提升并没有想象中那么难,所缺的只是时间而已。

https://www.sohu.com/a/395867445_455835
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-08 15:12 | 显示全部楼层
@师母衣带 @冲动的小李  @广播电大文科生
重要的事情要说三遍,所以我连续发了三个帖子
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CDer:000450349
发表于 2021-04-08 15:17 | 显示全部楼层
换电本来就是临时举措,不然电池技术就没必要进步了。
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CDer:001137265
发表于 2021-04-08 15:25 | 显示全部楼层
欧美1MW以上,好夸张,功率单位已经到了MW。
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CDer:001058359
发表于 2021-04-08 16:35 | 显示全部楼层
欧美3000安培那个充电电流是认真的吗?
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-08 16:45 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

广播电大文科生 发表于 2021-04-08 16:35
欧美3000安培那个充电电流是认真的吗?

鹿死谁手尚未可知啊
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-08 16:46 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

userw 发表于 2021-04-08 15:25
欧美1MW以上,好夸张,功率单位已经到了MW。

国内的也差不多快到MW了吧,说不定下个版本一更新就超了
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-08 16:47 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

广播电大文科生 发表于 2021-04-08 16:35
欧美3000安培那个充电电流是认真的吗?

仔细看一下电流和电压,欧美3000安培那个如果成了需要多粗的线来着
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CDer:000417743
发表于 2021-04-08 16:54 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

估计小编都不清楚3000A是个什么概念
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CDer:001162842
发表于 2021-04-08 17:48 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

打算用多粗的电缆
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CDer:000961002
发表于 2021-04-08 18:28 超大游击队员 | 显示全部楼层
我们家用的多股10方铜线载流为60a左右,但线径与载流不是正比线性关系,我也想问下想用多大的线缆,插电枪前是不要数下有几个人能帮忙。
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CDer:000783779
发表于 2021-04-08 18:50 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

文章太长看不下去,但是第一句话真特么的扯淡
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CDer:000714518
发表于 2021-04-08 19:04 | 显示全部楼层
国家电网说,我没问题,你的电池行吗?
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CDer:000273466
发表于 2021-04-09 07:42 超大游击队员 | 显示全部楼层
zhuzhancheng 发表于 2021-04-08 16:47
仔细看一下电流和电压,欧美3000安培那个如果成了需要多粗的线来着

新国标的电缆用液冷的,电缆不是很粗。电缆粗是为了防止过热,只要能良好冷却,电缆可以很细。
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CDer:000450349
发表于 2021-04-09 07:47 超大游击队员 | 显示全部楼层
某些人死脑筋,认为必须用粗电缆,除此之外没第二条路
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-09 08:11 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

supxxc 发表于 2021-04-09 07:42
新国标的电缆用液冷的,电缆不是很粗。电缆粗是为了防止过热,只要能良好冷却,电缆可以很细。

新国标的电流是600A,欧美3000A,如果成了需要多粗的线来着
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CDer:000243008
 楼主| 发表于 2021-04-09 08:11 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

13风云 发表于 2021-04-09 07:47
某些人死脑筋,认为必须用粗电缆,除此之外没第二条路

超导还是纯银
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CDer:000766790
发表于 2021-04-09 08:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
多年前我也天真的认为换电多好
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CDer:000273466
发表于 2021-04-09 08:25 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

zhuzhancheng 发表于 2021-04-09 08:11
新国标的电流是600A,欧美3000A,如果成了需要多粗的线来着

电缆多粗不知道,只是前几天看到报道介绍新国标,说电缆用的液冷,比用普通的电缆细很多,轻很多。理论上只要冷却功率大,电缆发的热量,冷却系统能完全带走,3000A可以和600A用同样的电缆,但是冷却系统要复杂很多,往极端上考虑就是用高温超导。
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CDer:000450349
发表于 2021-04-09 08:45 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?


液冷电缆就能满足大部分需求了。实在不行还有超导电缆。
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CDer:001190216
发表于 2021-04-09 08:47 | 显示全部楼层
这么大的电流,接口地方能承受吗。
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 楼主| 发表于 2021-04-09 09:09 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

满江红遍 发表于 2021-04-09 08:47
这么大的电流,接口地方能承受吗。

600A还行,3000A有点虚
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 楼主| 发表于 2021-04-09 09:09 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

13风云 发表于 2021-04-09 08:45
液冷电缆就能满足大部分需求了。实在不行还有超导电缆。

那就慢慢等吧
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CDer:000450349
发表于 2021-04-09 09:12 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?


液冷电缆早就应用了。
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 楼主| 发表于 2021-04-09 09:15 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

13风云 发表于 2021-04-09 09:12
液冷电缆早就应用了。

600A还行,3000A有点虚
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CDer:000761264
发表于 2021-04-09 10:14 | 显示全部楼层
我大概率用不到,超过200km我都会坐高铁
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CDer:000088697
发表于 2021-04-09 10:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
supxxc 发表于 2021-04-09 08:25
电缆多粗不知道,只是前几天看到报道介绍新国标,说电缆用的液冷,比用普通的电缆细很多,轻很多。理论上 ...

高电压低电流,用700-1200v的平台,电流上限600A足够了。
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 楼主| 发表于 2021-04-09 13:46 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

声波 发表于 2021-04-09 10:20
高电压低电流,用700-1200v的平台,电流上限600A足够了。

正解,不过700v的平台怕是不可能了
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发表于 2021-04-10 06:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
换电能解决电池升级、短租、回收的问题,对电网冲击更小,而且能达到兆瓦级的补能速度,是任何快充桩不能比的。
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 楼主| 发表于 2021-04-10 08:07 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

Yann_C 发表于 2021-04-10 06:35
换电能解决电池升级、短租、回收的问题,对电网冲击更小,而且能达到兆瓦级的补能速度,是任何快充桩不能比 ...

汽车三电部分本身也在升级,特别是新国标出来之后现有的400V平台会慢慢淘汰的
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CDer:000391719
发表于 2021-04-10 08:24 超大游击队员 | 显示全部楼层
zhuzhancheng 发表于 2021-04-10 08:07
汽车三电部分本身也在升级,特别是新国标出来之后现有的400V平台会慢慢淘汰的

有了换电,400还是800真无所谓,就算是2000V、500A,也才1MW,150度电换3分钟换好,补能速度可是3MW的,怎么比?换电站场地要求最低500kW的供电容量,所谓的快充桩放一根就不够了。
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 楼主| 发表于 2021-04-10 09:17 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

Yann_C 发表于 2021-04-10 08:24
有了换电,400还是800真无所谓,就算是2000V、500A,也才1MW,150度电换3分钟换好,补能速度可是3MW的, ...

各个厂家电池不通用,容易重复建设
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CDer:000391719
发表于 2021-04-10 10:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 Yann_C 于 2021-04-10 10:55 编辑
zhuzhancheng 发表于 2021-04-10 09:17
各个厂家电池不通用,容易重复建设


总有个先分后合的过程,十年前充电接口都没统一,各品牌自己的桩才能充电。
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 楼主| 发表于 2021-04-10 13:04 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

Yann_C 发表于 2021-04-10 10:51
总有个先分后合的过程,十年前充电接口都没统一,各品牌自己的桩才能充电。

前途是光明的道路是曲折的
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CDer:000025315
发表于 2021-04-10 15:13 超大游击队员 | 显示全部楼层
我一直主张换电,但统一电池规格尺寸确实是个大难题,谁家都不愿意放弃自己的,顺应别人的。靠市场换电模式恐怕永远也行不成气候,只有靠国家行政力量才有可能推动。
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 楼主| 发表于 2021-04-10 15:34 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

kutoo 发表于 2021-04-10 15:13
我一直主张换电,但统一电池规格尺寸确实是个大难题,谁家都不愿意放弃自己的,顺应别人的。靠市场换电模式 ...

没用的,众口难调,尾大不掉
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CDer:000391719
发表于 2021-04-10 17:53 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

supxxc 发表于 2021-04-09 08:25:37
电缆多粗不知道,只是前几天看到报道介绍新国标,说电缆用的液冷,比用普通的电缆细很多,轻很多。理论上只要冷却功率大,电缆发的热量,冷却系统能完全带走,3000A可以和600A用同样的电缆,但是冷却系统要复杂很多,往极端上考虑就是用高温超导。
液冷缆细,但热量是损耗掉的,钱谁付?
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CDer:000077034
发表于 2021-04-10 18:14 | 显示全部楼层

RE: 充电新国标将至 10分钟400公里不是梦?换电还有活路吗?

13风云 发表于 2021-04-09 08:45
液冷电缆就能满足大部分需求了。实在不行还有超导电缆。

安全性考虑过吗?
冷却系统出点问题,然后就着火

为啥早期有的飞机发动机要液冷的,后来就都风冷了
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CDer:001125646
发表于 2021-04-10 18:41 超大游击队员 | 显示全部楼层
这么快,安全吗
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CDer:001125646
发表于 2021-04-10 18:42 超大游击队员 | 显示全部楼层
这么快,安全吗
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