小鵬G9即將上市,充電5分鐘續航200公里的技術利弊在哪?
小鵬打算用800V+快充樁解決用户的充電問題,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G9,一台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平台+480kW快充樁。
小鵬是怎麼實現的快充?落地之後用户充電能不能有改善?
不要只看800V,SiC是隱藏看點?新能源時代來臨之後,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平台。
在去年的小鵬汽車科技日上,小鵬汽車發佈了中國首個量產800V高壓SiC平台,充電5分鐘即可續航200公里。
那麼,800V架構高壓平台到底是什麼?
目前新能源市場中的大部分產品依然還在沿用400V架構,相較於400V技術平台,800V平台可以使用相對較低的電流,提供同等功率的充電效率;説簡單點就是充電時間會比使用一樣電流的400V平台減少約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着自家旗下的800V高壓平台。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平台,最早使用800V平台的保時捷Taycan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廣泛應用於電動汽車主逆變器、車載充電單元(OBC)及DC/DC轉換器等應用。
SiC也被視為是800V平台的絕配,大眾的PPE平台預計會在2022年之後大量使用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有助於電動車充電效率更高效,充電時間更短,另外還有以下優勢:
- 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温度變化從碳化硅中傳導出去;
- 理論上,SiC器件可以在 200°C 以上的温度下良好運行(這點比較考驗封裝技術),因為冷卻需求顯着降低,因而可以顯着降低冷卻系統的成本;
- 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模塊封裝尺寸小於Si模塊,開關損耗降低75%,系統效率提升5%。
説幾個SiC在生產製造上的難點,首先是從原材料和加工的成本上,近兩年仍然還會處於一個高位;SiC器件通常要面臨高壓工作環境,並且工作温度是在200°-600°之間,那麼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高壓平台SiC平台的量產車,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後,在配套方案上小鵬給出了480kW高壓充電樁這個解決方案。
有了快充的能力,能不能發揮好?除了800V高壓SiC平台外,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高壓充電樁什麼概念,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,這麼來看確實能一定程度上改善補能體驗。
技術上沒有什麼太值得講的點,無非就是做好液冷線的處理、耐高温支持大電流充電、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平台,它的快充樁應該也是加入了SiC模塊的。
之後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,那不會造成什麼影響;如果不支持集中規模的高功率輸出,那麼可能會造成當地電網癱瘓、局域範圍內停電等影響。
實際上小鵬G9為了改善用户的補能體驗,做的是800V高壓SiC平台+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台車不間斷的充電需求(沒提及是否30台車均使用480kW充電樁)。
車主面臨的實際問題,不是快充能解決的?有了以上解決方案,就真不用擔心充電問題了?由於用電規模、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後者的機會越來越少。
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於高壓平台下的車型,反之高壓平台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係,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。
落地之後能否“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,一般來説品牌會在熱門商圈、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佔用的情況,這類情況在小鵬App車友圈裏也是經常被反饋的一種。