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加快電動汽車充電速度的新技術:充電時間短至接近加油時間

新技術取代舊技術是必然趨勢。

無論是否相信或者是否接受,我們都已經走進電動時代,電動汽車將代替燃油車接管全球的交通。

目前電動汽車最大的問題依然還是續航里程焦慮。電動汽車製造商已經為這個問題提供了幾種解決方案。

一種方法是提高電動汽車的續航里程。鑑於目前鋰離子電池的能量密度提升有限,要提高電動汽車續航里程只能安裝更大的電池,但是這種方式會帶來一系列的問題,包括高昂的成本,以及隨之而來的更高的車輛重量和更低的能耗效率。

另一種方法是縮短充電時間,如果這個時間足夠短,電動汽車可以在幾分鐘內以與燃油車加油相同的方式充電,那麼,這使得里程範圍將不那麼重要。

加快電動汽車充電速度的新技術:充電時間短至接近加油時間

減少充電時間被認為是電動汽車的聖盃,科學家們正爭先恐後地使用不同的技術來實現這一目標。他們嘗試透過改進電池技術或採用量子充電,但這些研發仍需數年時間,因此短時間內電動汽車不會很快受益。

事實證明,越來越多的電動汽車製造商開始選擇後者——提升電動汽車的充電速度。他們透過改變充電的方式來達到提高充電速度的目的,採用更高電壓的架構就是其中一種。

當前的絕大多數電動汽車,都

使用

400 伏架構。400 伏架構可以追溯到豐田普銳斯等第一批次產的混合動力汽車時代,當時他們的電動機和電池使用了 400 伏系統,400

系統能與現有的電氣基礎設施相容,因此,後續的電動汽車自然也採用了這種系統。

提高充電速度就得提高充電功率,可以透過增加電壓或者電流的方式來實現。如果選擇增加電流的方式,就得需要更粗的電纜,因為電子需要更多的空間來透過。

而選擇透過增加電壓的方式,優勢更明顯,它可以在不增加電纜厚度甚至減少電纜厚度的情況下,達到提高充電功率的目的。

加快電動汽車充電速度的新技術:充電時間短至接近加油時間

800伏是 400伏電壓的兩倍,有了雙倍電壓,電動汽車可以以更快的速度充電,功率通常高達 360kW,它能在18分鐘內將汽車的電量從5%充到80%。

800 伏比 400 伏更高效,是因為它降低了電流,電流越低,導體中的電阻(能量)損耗就越低,在消耗相同電量的情況下,能量損失更少。

可以這樣理解,更高的電壓不是透過增加功耗,而是透過減少電線中的電阻來推動更多的功率。

這意味著 800伏汽車使用相同電纜的充電速度是 400伏汽車的兩倍,並且車輛中的電纜和電氣元件可以更薄更小,車輛也更輕,也因此具有更高的續航里程。

在 800伏電池中,電池是串聯的,這種調整提高了熱效率,防止電池在更高的充電速度下過熱。

加快電動汽車充電速度的新技術:充電時間短至接近加油時間

目前使用800伏架構的電動汽車非常少,

保時捷 Taycan 、奧迪 e-tron GT 、 Lucid Air、現代 Ioniq 5 、起亞 EV6、使用比亞迪刀片電池的部分車型等。

為什麼800伏電壓平臺優勢這麼明顯,使用的汽車製造商這麼少呢?

它當然也是有缺點的,它最主要的缺點是需要新的工程技術,不是簡單地透過更換幾個零件就能進行升級,而每個製造商的架構也不同,不同的熱管理、不同的迴路配置、不同的電池密度、不同的設計原則等。

無法共享,導致設計成本比較高,因此目前該技術不適用於廉價的電動汽車,不過越來越多的汽車製造商計劃在未來的電動汽車上加入該技術,如沃爾沃和Stellantis,大多數中國電動汽車製造商也加入了進來,包括小鵬、蔚來、理想汽車和比亞迪。

根據眾多行業分析師的預測,到2025年,進入市場的大多數電動汽車都將採用800伏電氣架構,更高電壓的架構將是未來電動汽車行業的趨勢。

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