同样都是快充,为什么别人的充电速度总比我快?

2023-06-29 品牌汽车 车生活

最近几年新能源汽车的普及速度明显加快了,很多人都开始逐渐接受新能源汽车,并列入了自己的增购&换购计划里。


不过与此同时,有关新能源汽车的用车疑问也多了起来,比如我这几年就经常遇到同事问我一个问题:大家都是用快充桩充电,为什么别人的充电速度就比我快?

要说这个问题也不复杂,但我相信在座各位对答案的追求肯定不是浅尝辄止的,所以这一次,我们不妨把这个问题的答案稍微仔细的解释一下。



我们说的“快充”究竟是什么?



我们先来搞明白“快充”的定义究竟是什么。通常来说,我们所说的快充,都是采用直流电充电,而交流电充电则是慢充

此外,对于“快充”究竟有多快,“慢充”究竟有多慢,目前行业内也没有统一的标准。通常来说,充电功率大于30kW就算快充了

说到这里,有些人肯定会有一个疑问,为什么交流充电就这么慢呢?因为国家电网是交流电,而动力电池是直流电。在充电时,必须依靠整流器(也可以叫AC/DC交换器),将交流电转换成直流电。

通常来说,整流器是安装在车里的,但它的功率与散热性能与它的体积成正相关的关系。如果想要加快交流充电的速度,过大的整流器就会侵占车内空间。

所以,交流充电的充电速度普遍很慢。而另一方面,直流充电则把整流器移到充电桩里,这样整流器就可以做到很大,而充电速度也就可以越来越快。


究竟是什么影响了快充速度?



高倍率电池


最近很多新能源汽车厂家都在强调一个新概念,叫“高倍率电池”,比如小鹏的4C电池,理想的5C电池,还有巨湾技研的8C电池。

这里提到的C,通常指充电倍率。比如4C电池是能在1/4个小时内把电池充满,8C电池就是1/8个小时。数字越大,倍率越高,充电越快。

但是,高倍率电池究竟是如何实现更快速度的充电的呢?简单来说就是,这类电池的电芯经过材料、工艺优化,能够承载更大电流和电压,由此提升充电功率

这里可以看看巨湾技研的8C电池是怎么做的。我们都知道P=UI,如果想提升电压U,就要优化电芯正负极材料,使其能够释出&嵌入更多锂离子。

充电倍率更多是和负极材料相关,而当前三元锂电池的负极主要都是石墨材料,所以巨湾技研就围绕石墨进行了材料和结构优化,比如梯度极片和垂直多孔设计、特殊无定型材料包裹石墨等等,为的就是增加负极的嵌锂空间

而如果想要提升电流I,就要降低电芯的内阻,让锂离子跑得更快,这一点可以通过电解液材料优化。巨湾技研就为8C电池的电解液加入了特殊的介电溶剂,让锂离子可以更快到达负极。



另外,为了让锂离子能够更快从正极脱出,巨湾技研还对正极结构进行了优化,不过我这里有关巨湾技研的资料有限,就不深入解释了,大家明白这个逻辑就好。


充电桩


说完了车的问题,再说说桩。事实上,不同功率的“快充桩”,对充电速度的影响要更大。因为所谓“快充”的标准根本就不一样。

举个简单的例子,我租住的小区外围就有一个国家电网充电站,里面的快充桩充电功率只有50kW;而十几公里外的另一处国家电网充电站却可以达到150kW。



此外,诸如“特来电”之类的各种第三方快充桩也都有自己的充电功率,这就导致了大家看似在讨论“快充”,实际却是在讨论完全不一样的东西。


“木桶效应”要看短板在哪儿


就像“木桶效应”一样,决定新能源汽车实际充电速度的,还得看那个“短板”究竟在哪儿,如果短板在充电桩,那么实际充电功率≈充电桩充电功率;如果短板在汽车,那么实际充电功率≈动力电池充电功率。

比如我们之前聊过一期有关800V高压平台的内容,其中就有提到一个观点:

800V高压平台的纯电动汽车,理论上能吃满市面上绝大多数充电桩的充电功率,因为车的电流与电压平台远大于充电桩的。

与之相反,如果一台400V平台的纯电动汽车通过800V平台的超充桩充电,那么理论上,就只能按动力电池的充电功率来计算。

以上是影响直流快充的一些因素,而对于影响交流慢充充电速度的原因,则主要在于车载的整流器。整流器功率高,慢充速度就快;整流器功率低,慢充速度就慢

比如特斯拉官方的家充桩,它的电压为380V,额定电流32A,充电功率最大可达到21kW;但是,Model 3和Model Y的整流器最大功率只有11kW,所以实际充电时,这两台车的充电功率也只能达到11kW。


为什么快充速度如此参差不齐?



车企成本博弈与用户调研


从上面的分析可以看得出来,影响快充速度的主要原因无外乎就在于车端和桩端。但很多消费者肯定会对这件事感到愤愤不平,尤其是在千辛万苦找到充电桩时,却被慢得一匹的“快充”戏耍后——为什么现在的“快充”都如此参差不齐呢?

第一个原因来自于车企,而车企对于推进快充的纠结之处,主要在于成本平衡与用户调研

比如成本因素,虽然如今大家都在积极推进高倍率电池,但想要让这项技术像下饺子一样普及到更多量产车上,材料、结构和工艺成本就必须得到控制,不然电池价格就很难做到亲民,最后只能成为车企秀技术的看板。

就像小鹏的4C电池,目前只有自家的旗舰车型小鹏G9可以选装;理想前不久发布的5C电池,也要首搭至旗舰车型MEGA上。就目前来看,只有旗舰车型的产品溢价空间与用户消费能力,才能容得下高倍率电池的成本。

比如用户调研因素,虽然大家都希望充电速度越快越好,但如果在充电速度、电池寿命、电池成本中三选二,绝大多数人都会放弃充电速度,大家实际更希望的,还是自己的车能够更耐用、更便宜一些。

以上还只是针对纯电动汽车的消费者的,对于混动车型来说,车企也从用户调研中得出了两点结论:混动车主多数没有固定的充电环境,或者多数都依赖家桩。也就是说,相对纯电车主的纠结,混动车主对快充的敏感度更低。

充电网络迭代太快


第二个原因则是来自于充电网络的建设本身。事实上,这几年新能源汽车的快速迭代,导致很多相关产品和应用刚刚落地,就失去了在市场中的领先优势,比如日系品牌的新能源汽车,就是在这一点上吃了大亏。

充电网络也是同理,就比如我租住的小区外围的那座50kW快充充电站,在它刚投入运营时,还是附近20公里内极少数的充电站之一,而如今50kW的“小水管”已经开始被很多车主嫌弃了。

此外,大规模铺设大功率快充、甚至超充桩又会对现有的配电网络带来极大的负担,所以这又导致很多新设的充电站中,只安装了一些功率较低的充电桩。

比如一些老城区的配电网络中,就拥有非常多的负荷节点,尤其是像医院这种重要负荷节点,而快充又需要很高的瞬时功率,这就会引起整个配电网络的电压波动,甚至影响到重要负荷节点的正常运行。

最后就是老生常谈的功率分流问题了,因为一座充电站、一座充电桩的电容量是相对有限的,而如果充电车辆太多,就难免会出现充电功率被分摊的事情。

不过很多厂家也在设法避免功率分流的情况发生,比如此前小鹏在发布S4超充桩时就提到了“智能分流”,在G9与P7两台车共享一座S4充电时,二者都能享受最大充电功率;而如果是两台G9共享一座S4充电,也能尽量保证两台车的充电时间不变。


我们该如何减少充电时间?



影响充电时间的原因说了很多,但实际上减少充电时间的方法却很简单粗暴。

首先就是尽量购买那些搭载有高倍率动力电池的车型。比如基于800V高压平台的车型,它们的电池基本都支持大功率充电,在降低充电时间的同时,把其他第三方快充桩的充电功率吃满。

额外说一下,其实有些400V架构的车,也能支持800V超充。比如海外的电动悍马,虽然是400V架构,但两个400V电池包却能在充电时串联成800V,从而支持800V超充。

其次就是选择充电功率更高的充电桩充电。现在很多充电app和桩端都有标注充电桩的参数,大家主要关注下功率、电流与电压,比如150kW的国家电网充电桩,它的充电电流最高可稳定在250A,也就是说理论最大电压可以达到600V。

如果你的动力电池参数大于这两个值,那么你的车在充电时,理论上也是可以吃满这150kW,充电时间也相对更有保证一些。

最后则是选择充电时间,尽量避开用电高峰期,并且此时选择充电的其他车主也更少一些,不论他们是否会造成充电功率分流,但一个空荡荡的充电站,对你的充电时间确实是能带来更多保证的。

来源:汽车洋葱圈


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