电动汽车怎么“吃饭”？聊聊充电二三事
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2024-08-15 18:30
上海
对于新能源车尤其是纯电动车来说，最重要的头等大事就是充电。目前新能源圈的现状是这样的，在7月，中国新能源车型在汽车市场渗透率首次突破了50%，从而超越了燃油车，这足以可见新能源车型在国内的受欢迎程度。那么厂家天天宣传的800V平台是什么意思？5C充电又是哪门子黑科技呢？这一期科普咱们来细致的聊一聊充电相关的那些事儿。打开充电口，就会发现里面有着很多不同大小的孔。仔细数一数就能发现，国内的绝大多数新能源车的充电口上的窟窿要么是7个要么是9个。七个孔的充电枪是为交流电慢充接口，而九个孔设计的充电枪则是直流电快充接口。而现在除了一些价格经济的纯电车型只有交流慢充功能外，大部分纯电车型都同时拥有直流和交流两个充电口，部分车型甚至支持双枪快充，可以根据实际情况自由选择是慢充还是快充。
这几个孔分别对应什么呢？一般来说，无论是7孔还是9孔，都有着充电枪端确认、车端确认、主充电线路正负极和接地组成。其实很好理解，就是确认车端连好了没有、充电枪正常不正常、接地有无漏电，如果有异常，充电将会不能进行。所以就有特斯拉的车端部分识别ID不容易被国家电网等非特斯拉超充站的充电桩识别从而导致兼容性变差，当然这些也可以进行加密，比如说在某些特定充电桩能获得更大的功率等等。不过在国外的纯电动车的快慢充接口都是融合在一起的，就像下面这张图这样，它的充电速度介于我们的慢充和快充之间，但是并不是很快。这两种充电方式有什么区别呢？首先说交流慢充，交流充电接口先是把电网的交流电输送到车辆的慢充口，接着通过车辆里面的充电机把交流电转成直流电最终在输入电池进行充电。由于不如直流充电那么直截了当，因此使用交流充电把车辆充满电一般需要六个小时以上。当然任何事物都是相对的，虽然充的慢，但是不存在虚电，而且充电热量也小，不会对电池造成压力，因此对于电车寿命更具有延长效果。很多合资的外资的P2结构以及某些车企的短纯电续航的PHEV车型（如牧马人4xe）都只保留了交流慢充接口。
想快点儿充电，就得去充电桩进行直流快充了。直流充电接口，它把电网的交流电转成直流电输送到车辆快充口，也就是说电能可以直接进入电池完成充电操作。它的最大优势自然是充电效率高，不少车型都是在30分钟内能将电电量从20%充电至80%。而缺点也比较明显，那就是快充时会产生较大电流和功率，这样容易产生的高温，久而久之就会造成电池内部老化，降低电池组使用寿命。当然直流快充在家是实现不了了，因为一般的家用电路都承受不了车这样一个巨大用电器的功率（家庭一般的电路容量最多设置到20kW，而直流快充轻易地就能超过这个数值），所以家充都是交流慢充。不论是快充还是慢充，都存在一个充电速度标准，比如现在流行的4C、5C充电速度标准。那么它们又是什么意思呢？像4C的“C”其实是指充电速度，1C充电意思就是要1个小时将车辆电池充满，而4C也不是四个小时，而是四分之一小时充满，那5C自然是五分之一小时充满，充电速度无疑更快一些。
那现在比较前沿的就是4C、5C了，也就是15分钟 或12分钟充满，可以说基本约等于60L油箱家用车连加油带开票上厕所的时间了，能铺开的话基本等于加油的平替。这其中，宁德时代打造的4C麒麟电池很具代表性，15分钟就能充满电、而且续航达1000公里。很多高端纯电车型都采用这种电池组。除此之外，宁德时代还与理想汽车共同打造了麒麟5C电池——充电12分钟续航500公里。可见麒麟5C电池倍率充电速度要高出4C倍率不少。而之所以能够做到这么快的充电效率，一大原因是在电芯和热管理方面采用低内阻电芯，这样减少了75%的热阻，换热面积同时增加5倍。说白了就是通过降低内阻+提升散热能量，实现充电速度高速增长。最新进展，吉利极氪已经在最新的产品上投放5.5C充电系统了。提高供给侧的电压
让源头提供更大压力——800V平台
现在很多纯电新车发布，总会用800V平台当做一个宣传重点，比如说极狐阿尔法S5就全系标配800V平台。这所谓的800V平台就指的是整车高压部分最大能够承受800V的输入电压，这就好比浇水，800V就是增加了水泵那边的压力，单位时间内喷的水更多。这就是为了提高充电补能速度开源的方案。我们现在一般使用的都还是400V平台，800V平台算是更上一个台阶。而不同构架下的电动汽车充电能力是存在明显差异的。通过物理公式P=UI（功率=电压*电流），在充电电流不变的情况下，假如提高直流快充的电压到800V左右的话，能够获得更大充电功率。因此相比较相比采用400V平台的车型能够更快补能，充电效率自然更高。当然了，如果想要出自800V电气架构的车辆真的达到高于400V平台的车型的充电效果，那么普通充电桩是无法做到的，毕竟充电功率至少得有300kW，这是大部分普通充电桩达不到的。而800V平台的车型到400V平台车型的公共充电桩去充电，那么快充效果也是会大打折扣了。通常来说，用户需要到官方建立的超充桩才能达到想要的800V带来的充电效果（部分高规格场站充电桩空闲时也可以达到瞬间峰值）。车本身能够接受大充电输入不够，桩端的力气不够也不行。一般的充电站支持个120kW就了不得了，但是华为觉得不够，来个全液冷600kW，这回可是量大管饱。华为液冷600kW充电桩有多厉害呢？使用这类充电桩补能，1秒就能充1公里的里程，相当于5分钟能充300公里，速度非常惊人。打个比方，100kWh容量的极氪001在这个充电桩上满功率充电，10分钟即可将车辆充满。而华为充电桩之所以能做到这一点，主要有着全液冷技术加持。先说全液冷技术，上述提到充电电流越大温度也会越高，那么散热问题就值得考虑。简单粗暴的散热就是把充电枪的线缆表面积增加，但是这样重量就太大了，使用会很不方便，而线缆换上液冷散热就能很好散热，重量也不会太沉。不过华为除了给线缆液冷外，关键还给充电桩的充电模块也进行液冷。这样华为超充桩的最高充电电流高达600A。而且液冷系统取代散热风扇后噪音也小多了，不会影响周围环境。华为方面在3月份表示已建成两万个超快充充电桩，而计划年内在全国部署超10万座，因此如果想要给爱车体验快充，那么不妨到附近的华为超快充充电站来体验一下。终极构想：想加快充电也可以节流——节线缆上流，让每一度电无损传到车里
800V高压平台和超大充电桩这样两个开源的方案目前已经落了地，但是想加快补能速度，节流也是一个好的方案。我们都知道电能在线缆上传输的时候，会因为电线自己的电阻产生一定的热量。目前国外的研究人员正在尝试使用常温超导材料来制作充电线缆，超导意味着电线上的电阻为0，也就是说在传输过程中电能不会因为线材发热而损耗。当然这个事情还有赖于常温超导材料的研发，目前看来还暂时希望渺茫。
别看这一期讲的东西可能有些琐碎，但是这却是新能源时代的一个非常重要的根本性问题——电动汽车怎样充电、怎样更快地充电这都是影响到电动汽车广泛应用的重要议题。我们可以看到，目前常温超导的“节流”方案还无法实现，但是开源——也就是提高供给水平已经有厂家给出了优秀的解决方案，车端例如新的极氪001以及极狐阿尔法S5配备800V高压平台，桩端则比如说华为的超级液冷充电桩，提高压力增大容量。我相信在以后，会有更多的更快补能充电桩投放使用，也许有朝一日充电快过加油也不是梦。您对充电这个话题还有什么更多理解？欢迎在评论区留下您的看法，我们下期再见！
