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5C超充,就一定很贵?

作者:有驾发布时间:2024-09-18

随着智能电动汽车的飞速增长,汽车产业也迎来了一轮新科技大爆发。

在科技飞速发展的当下,车企领导们整天抛概念,汽车工程师们长期996。然而,当技术传递到汽车消费者这里,就只剩下了配置和功能了。

由于软件时代的技术越来越抽象,新技术迭代速度过快,导致不少普通汽车消费者或汽车发烧友虽然仍对汽车技术感兴趣,但脑力仍倒在了极高的认知门槛下。

百度有驾特推出《汽车科技论》栏目,帮助普通人“踏平”汽车技术认知门槛。本文为栏目第 14 篇,跟大家聊聊近期火爆“5C超充”。

补能效率,是当下消费者购买新能源车时最为关注的问题之一。

一到假期,我们时常能通过互联网看见,高速服务区大排长龙等待充电的场景。这样的画面,让不少消费者对新能源车望而却步。

近期,新能源车充电速度似乎又有了新的飞跃

2024年8月,理想汽车的首款纯电车型“理想MEGA”迎来上市。该车在纯电技术上被提到最多的是“5C超充”。该技术让新车最快可实现充电12分钟补充500公里续航。

然而,理想MEGA的50多万元售价,让不少人以为5C是高端车型才有的配置。显然,这是一种错觉。

9月初,极越07迎来上市。该车售价29.99万元的顶配版车型就搭载了5C技术,最快可实现“充电10分钟补能600km”,几乎“1秒1公里”,堪称全球量产最快充电速度。

在8月底开幕的2024成都车展上开启预售的岚图知音,也拥有5C超快充技术,可实现15分钟 补能 515km。这款新车的预售价仅20.99万元起,将纯电中型SUV的5C门槛进一步拉低。

要知道,同样于近期开启预售的全新智己LS6、智界R7等纯电中型SUV,价格比岚图知音更高,但在充电倍率方面最高也只到4C水准。

那么,4C、5C究竟是什么意思?这样的充电速度又是靠什么实现的?

5C是个啥?

可能很多人都好奇,近期被频繁提及的5C到底是什么?

5C中的“C”是单词“Capacity,倍率”的缩写。从电池厂商的角度来看,充放电倍率是用“放电电流相对额定容量大小的比率”来描述“电池充放电快慢”的参数。也就是说C倍率越大,充电效率越高,充满电用时越少。

我们举个例子就可以很好理解。打开水龙头往空桶里灌水,完全灌满需要花费一个小时,就是1C充电效果。以此类推,就有了2C、3C和4C等。而目前市场上能够实现的最大充电倍率就是5C,意味着充电速度达到了普通情况下5倍的水准。

通常一个电池的容量被称为1C,1C充电就是一个小时将电池的电量充满,5C充电就是0.2个小时将电池的电量充满。

想要真正实现电动汽车充电变快,除了对电池有极高的要求,还需要在高压系统、充电桩功率方面进行提升。

接下来,咱们说说高压系统。在电动车的电气系统设计中,通常按照电压高低将电气系统分为高压和低压两部分。其中高压电气系统主要包括电池、电机、电控、高压线束等部件;而低压电气系统则是传统的仪表、灯光、娱乐系统、车窗等部件。

目前,大部分电动车的高压电气系统的额定电压都在300—500V之间,比如特斯拉Model Y电压是355.2V、大众ID.4为352V、秦PLUS EV为422.4V。而低压电气系统部分,则仍是沿用了传统的12V或24V电压。

至于各大车企宣传的800V,其实就是指电动车的高压电气系统的电压达到了800V。

2019年,保时捷推出了全球首款采用800V高压电气系统的纯电车型Taycan。有了800V技术加持后,Taycan能够用22.5分钟的时间把93.4kWh的电池从5%充到80%。尽管电动车每年都会迎来技术升级,但多年前发布的Taycan,充电速度放到今天依旧可圈可点,可见800V技术的重要性。

那么800V又是如何提高充电速度的呢?

学过物理的朋友都知道,功率=电压x电流(P=UI)。也就是说,要想缩短电动车的充电时间,就得加大充电功率;要想提升功率,就得增加系统的电压或电流。更高的电压,意味着在相同电流条件下获得更快的充电速度。

可以说,在当下的电网条件下,只有800V或更高的电压水准,才有可能达到5C的充电速度。

续航焦虑的本质是补能焦虑,超充将成为电动汽车未来的趋势。”国轩高科工研总院副院长曹勇曾表示, 5C充电倍率的电池将成为纯电B级车的标配。

5C路上有“绊脚石”?

虽然在硬件上各家车企不遗余力地投入了大量精力。但5C超充的普及在当下还是有一定难度的。

充电联盟对外公布的数据显示,截至2024年7月,成员单位共计上报公共充电桩320.9万台,其中直流充电桩143.1万台、交流充电桩177.8万台。从2023年8月到2024年7月,月均新增公共充电桩约8.3万台。

虽然数量不少,但是根据充电标准协议,现有充电终端支持的最大电流是400A,即便是800V 充电电压,也只能最大获得320kW的充电功率。换句话说,即使支持5C 充电速度的车型,在实际体验中的最大充电功率在320kW以内。

实际上,电池充放电倍率、充电终端的最大输出功率都已经没有技术上的障碍了。据行业龙头特来电介绍,该公司面向乘用车量产安装的液冷超充可以实现1000V电压、600A电流,最大600kW的功率输出。

目前,特来电正和路特斯共同开发私有协议,路特斯800V平台的车辆在特来电充电终端最大充电电流600A,充电功率高达480kW。此外,特来电面向公交车的大功率充电需要可以实现1000kW,面向商用车特种充电设备可以达到1200kW的充电功率。

2024年5月,岚图汽车CEO卢放在社交平台上宣布,该公司即将启动千站万桩计划,旨在建设核心城市主城区6公里补能网络。截至7月中旬,理想汽车也已经在全国范围内布局超充站 635 座。小鹏汽车800kW的S5液冷超快充站也已经投入部署。

即便技术维度已经不存在问题,即便大量企业已经开始布局更大功率充电基础设施,但对于车主来说,支持5C以上充电速度的充电桩仍然太少。少量的5C充电站还分布在全国。

不少拥有5C充电技术的新能源车的用户表示,自己有充电需求的时候,几乎找不到这些5C充电站。还有车主表示,自己为了5C补能,开车需要跑到几十公里外,来来回 回还不如用家附近的充电桩。

5C充电的优点显而易见,相比于现有的补能方案,其充电速度更快,能够在短时间内为车辆充满电,极大地缩短了用户的等待时间。

既然拥有这么多好处,为何5C充电基础设施的布局速度如此之慢?

5C为啥那么贵?

就目前来看,影响新能源汽车充电功率的主要有三个环节:电池充放电倍率、充电终端的最大输出功率、充电站的可用功率。

“5C充电是吹牛,充电是有边界的。”在此前智界S7的发布会上,华为常务董事、终端BG董事长、智能汽车解决方案BU董事长余承东曾表示,华为液冷超充站的是600kW的建站总功率,但是由多个车位共享功率。如果这里有一辆车需要500kW的功率充电,那就意味着其他车就都得停止充电,这是不现实的。

特来电新能源股份有限公司董事长于德翔也在多场合表示,超大功率充电适用于特种车辆,乘用车超大功率快充(480kW以上),充电网作为基础设施是无法大规模支撑的,电网会爆掉。

建设5C超充站需要更稳定的电网供应和更先进的充电设备。此外,5C超充站的建设成本也更高,需要更多的资金投入

在电池维度,受限于锂电池特性的原因,导致相关企业在技术开发时很难平衡高能量密度和高充电倍率性能。同时,高倍率的快充会带来较强的析锂反应,从而降低电池的安全性。

负极材料为快充主要的限制因素。能够实现快充的动力电池一般都是用石墨烯作为负极材料,石墨由石墨烯片制成,锂离子通过边缘进入薄片。因此在快速充电的过程中,负极材料很快达到吸收离子能力的极限,锂离子开始在石墨颗粒顶部形成固体金属锂,即析锂反应。

析锂会减少负极可供锂离子嵌入的有效面积,从而增加了内阻降低了电池能量密度,还会减少电池使用寿命。另一方面,析出的锂枝晶生长还容易刺穿电池薄膜,影响电池安全性。

在此属性下,快充以及超快充的热失控管理难度是成倍增长的,所以需要在结构端与材料端都需要做到更好地调整。 4C电池的开发,已经让不少车企头疼。升级到5C之后,对于电池热管理方面的要求又提升了一个等级。

换句话说,5C充电不仅是用户体验提升的证明,也是车企综合实力与技术水平的证明。

结语

虽然享受5C充电速度在当下仍然没有那么方便,但并不妨碍车企和消费者对于相关技术的追求。

一方面,技术进步是推动产业发展的重要力量。另一方面,即便是不使用5C充电桩,搭载相关技术的车辆也会拥有更快的充电速度。

5年前,人们定然无法想象新能源汽车在中国成为主流会这么快到来。所以,新能源汽车全面进入5C时代的时间也有可能比我们想象中更快

如今,岚图汽车已经将纯电中型SUV的5C门槛拉低至新的维度。未来一段时间,更多5C车辆将陆续出现在消费者眼前,这一技术的价格门槛也还会继续向下。

“充电10分钟,通话2小时”,类似这样的广告语我们以前只能在手机广告中看到。而随着5C等新能源汽车电池技术的不断进步,“充电10分钟,续航500公里+”也正在走向普及。

本文来自微信公众号“有驾”,作者:高一飞,36氪经授权发布。


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