小鵬G9怎么實現快充?
小鵬打算用800V+快充樁解決用戶的充電問題,充電5分鐘能續航200km以上。
粵港澳車展上小鵬亮相了旗下中大型SUV小鵬G9(查成交價|參配|優惠政策),一臺車的尺寸往往在很大程度上決定了它在該品牌中的地位,通常尺寸越大定位越高。當然,這樣的產品也往往會被賦予更多的高科技配置;小鵬G9上除了智能配置之外,我們這次關注的點是800V高壓SiC平臺+480kW快充樁。
小鵬是怎么實現的快充?落地之后用戶充電能不能有改善?
新能源時代來臨之后,中國品牌在技術方面有了實現彎道超車的能力和機會,電池自研技術、混動技術以及快充技術等領域都有不錯的技術產品。這一次小鵬G9的亮相,我們該關注的點是其使用的800V高壓SIC平臺。在去年的小鵬汽車科技日上,小鵬汽車發布了中國首個量產800V高壓SiC平臺,充電5分鐘即可續航200公里。
那么,800V架構高壓平臺到底是什么?
目前新能源市場中的大部分產品依然還在沿用400V架構,相較于400V技術平臺,800V平臺可以使用相對較低的電流,提供同等功率的充電效率;說簡單點就是充電時間會比使用一樣電流的400V平臺減少約50%的時間,提高單次充電效率。800V架構已經成了未來的趨勢,比亞迪、吉利、通用、奔馳等品牌都在規劃著自家旗下的800V高壓平臺。而800V架構能不能完全發揮出優勢,核心應該放在逆變器上。
逆變器是純電車型電驅系統中非常重要的部件,把電池所提供的直流電轉換成牽引汽車的交流電小鵬這次在G9車型上,使用的是SiC(碳化硅)逆變器。在逆變器的選擇上有IGBT和SiC兩種模塊能適配800V平臺,最早使用800V平臺的保時捷Taycan(查成交價|參配|優惠政策)適配的是前者IGBT模塊,22.5分鐘從5%電量充到80%電量。
目前SiC廣泛應用于電動汽車主逆變器、車載充電單元(OBC)及DC/DC轉換器等應用。SiC也被視為是800V平臺的絕配,大眾的PPE平臺預計會在2022年之后大量使用SiC器件、保時捷Taycan配套充電樁使用了SiC器件、比亞迪規劃2023年會用SiC器件替換現有的IGBT產品。
SiC逆變器對電動汽車的作用非常大,簡言之,SiC有助于電動車充電效率更高效,充電時間更短,另外還有以下優勢:
1.SiC的熱導率是Si的 3 倍,在功率損耗產生的熱量可以以較小的溫度變化從碳化硅中傳導出去;
理論上,SiC器件可以在 200°C 以上的溫度下良好運(查成交價|參配|優惠政策)行(這點比較考驗封裝技術),因為冷卻需求顯著降低,因而可以顯著降低冷卻系統的成本;
2.SiC器件的芯片面積能做到更小,能夠實現更高的開關速度,能一定程度上降低開關損耗;
相同功率等級下,SiC模塊封裝尺寸小于Si模塊,開關損耗降低75%,系統效率提升5%。
說幾個SiC在生產制造上的難點,首先是從原材料和加工的成本上,近兩年仍然還會處于一個高位;SiC器件通常要面臨高壓工作環境,并且工作溫度是在200°-600°之間,那么與其配套的材料例如電極、外殼等也需要達到接近或同等水平;因SiC本身特性,較高的硬度會導致SiC在加工時磨損會非常高。
小鵬G9成為了國內首個使用800V高壓平臺SiC平臺的量產車,主要的看點不光是800V而是SiC的應用。另外在車型硬件達到主流水準之后,在配套方案上小鵬給出了480kW高壓充電樁這個解決方案。除了800V高壓SiC平臺外,小鵬汽車還推出了配套的480kW高壓超充樁,10%-80%充電時間僅需12分鐘。小鵬的480kW高壓充電樁什么概念,現在普遍公共充電樁能做到60-120kW,特斯拉V3充電樁支持300kW。
小鵬汽車預計會在第四季度開始部署這些480kW高壓超充樁,充電5分鐘能續航200km以上,這么來看確實能一定程度上改善補能體驗。技術上沒有什么太值得講的點,無非就是做好液冷線的處理、耐高溫支持大電流充電、提高充電樁的密閉等級提高可靠性等,官方雖然沒提SiC模塊的應用,但根據車輛搭載的800V高壓SiC平臺,它的快充樁應該也是加入了SiC模塊的。
之后我們來思考一個問題,如果大面積使用高功率的快充樁,同時給車輛供電輸出會給當地電網帶來一個非常大的挑戰。如果電網建設支持高功率輸出,那不會造成什么影響;如果不支持集中規模的高功率輸出,那么可能會造成當地電網癱瘓、局域范圍內停電等影響。
實際上小鵬G9為了改善用戶的補能體驗,做的是800V高壓SiC平臺+480kW快充樁+自研儲能充電設備,把這三個單元放在一起看,才是一套完整的解決方案(實則有利有弊)。小鵬官方宣稱一個儲能充電設備,能滿足30臺車不間斷的充電需求(沒提及是否30臺車均使用480kW充電樁)。
有了以上解決方案,就真不用擔心充電問題了?
由于用電規模、場地數量等多方面限制,再加上各種新勢力企業開始圈地設立自家品牌充電樁,在熱門商圈等場景下留給后者的機會越來越少。如果小鵬的快充樁,建設在電網條件較好的區域內,或許可以省去儲能充電設備這一環;如果電網建設不支持(或沒有足夠的容量支持)高壓充電樁建設,那就要把儲能充電設備納入其中,這樣成本和實施方案都會受到一定影響,當然這也能夠讓這套方案兼容更多的場景例如老舊商圈、小區、高速服務區等場景。
另外,快充樁其實還是優先服務于高壓平臺下的車型,反之高壓平臺車型又需要快充樁來解決補能這一問題。這是一個相輔相成的關系,雖然小鵬現在給出了一套看起來不錯的解決方案而且科技含量不少,已經走在了行業的主流行列當中。
落地之后能否“好用”,才是這套方案的關鍵。這就要涉及到充電樁的準確性問題,一般來說品牌會在熱門商圈、住宅區設立充電樁,但多數是無人看管(部分已經配備智能地鎖),就直接造成了充電車位被占用的情況,這類情況在小鵬App車友圈里也是經常被反饋的一種。
相關車系:小鵬G9
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