手机快充刚定标准,汽车快充就来了

物联新视觉 2021-06-18 16:05:32

在快节奏生活的时代,快充技术也如日中天,众多企业都在努力打造一个快速充电的时代,“超级快充”、“闪充”、“秒充”等概念层出不穷。在给人们带来便利的同时,快充技术也给这个行业带来诸多新的问题,比如插头混用、互配快充不兼容、快速充电环境安全等问题。

日前,电信终端产业协会发布了《移动终端融合快速充电技术规范》,该规范旨在解决移动终端的融合快充问题,例如互配快充不兼容,发起的中心思想是为了规范和指导快充技术的研发和生产,在为消费者提供更安全、更快速的充电环境下,加速各大厂商之间在快充技术方面的互通使用。

据悉,该标准由信通院、华为、OPPO、vivo、小米牵头发起,并已经获得了荣耀、矽力杰、瑞芯微、立辉科技、昂宝电子、电酷网络等多家终端、芯片企业和产业界伙伴的大力支持。按照规范中提到的内容看,标准开发过程中,华为、OPPO、vivo、小米等头部厂家打破固有技术思维定式,以快充兼容性为目的,牵头制定面向移动终端快速充电的统一技术制式,适配产业生态的长期发展需求。

汽车快充也来了

值得关注的是,移动终端的快充标准刚定下,汽车领域也迎来一次快充技术革新。据央视财经报道,全球最大的动力电池生产基地福建宁德开启了电动汽车快充时代。据悉,全世界四分之一的电动汽车电池产自福建宁德这里,平均每分钟有1000个电动汽车电池下线。

电池的能量密度,是决定电动汽车续航里程的关键指标。过去10年,动力电池工程师王升威团队通过升级化学材料,将电池包能量密度提升了两倍,达到180瓦时每千克,让电动汽车续航里程从不到200公里提升到超过700公里。在化学材料短期无法取得重大技术突破的情况下,这已经接近电池能量密度的极限。

普通电池包是由模组组成,每个模组包含10个左右电芯,王升威的方案是取消模组结构,直接把电芯集成到电池包,同样的电池包空间可以放进更多的电芯,能量密度就可以再提升百分之二十。每个电芯内部超过100层,如果每一层极片的厚度偏差1微米,电芯平均厚度偏差就会超过0.1毫米。一排电芯数量在20至30个之间,累计产生的2至3毫米偏差,将造成电池包无法组装。

为了实现目标,王升威和团队利用一年的时间,才得到了理想的配方。它们在自动负压罐中充分搅拌,混合均匀后,被涂到铜箔上。严苛的生产工艺,将厚度达到60mm的电芯平均厚度偏差严格控制在0.1毫米以内,最终达到想要的效果。电池的能量密度提高到220瓦时每千克以上,由此将电动汽车的续航里程提升至1000公里以上。

不仅如此,他们还创造了新纪录:研制的电池包只需要充电15分钟,就能为汽车提供400公里的续航。而一年前,这样的充电速度还被认为是绝无可能。

行业巨头的快充技术

近年来,电动汽车愈发受到市场青睐,但漫长的充电时间也让人望而却步。传统燃油汽车仅需五分钟即可满油增程500公里,而目前市售最先进的电动汽车则需要“坐等”充电一小时才能达到同样的增程效果。如何让汽车快充成为电动汽车配备的基本功能,行业巨头目前又有哪些相应的解决方案呢?我们以国内外发展最为成熟的汽车巨头特斯拉和比亚迪为例。

特斯拉

资料显示,特斯拉的充电方式有三种:移动充电包、高能充电桩、超级充电站。

移动充电包是普通的充电方式,任何有普通电源插口的地方都可以充电,非常方便,但它的充电速度也是最慢的,需要8小时左右才能将电池充满;

高能充电桩和超级充电站都属于快充。高能充电桩有两种充电模式——单充电模式和双充电模式。单充电器模式下可以最大输出240V/40A,每小时可充电约46公里;双充电器模式下可以输出240V/80A,每小时可充电约93公里。双充电器模式就是车内部有两个充电单元,一个是原车出厂自带,另一个需要付费选装,其原理就是给车增加了一个充电通道,充电速度提升一倍。

超级充电站是特斯拉主推的充电方式,其充电速度是三种方式中最快的,充电电压为380V,充电电流最大可接近200A,充电1小时足够行驶约350公里,整个充电过程最快能在一小时左右时间内完成。不过由于每个充电站的输出电流都是额定的,当只有一辆车充电时,它可以享受充电站70%的电流额度,但当充电汽车数量增加时,电流就会平均分配到每辆车上,充电速度将会下降。

比亚迪

比亚迪的电动汽车快充站包括两种,一种是空中纯电动车充电站,一种是“3+3”循环式立体充电机。空中纯电动车充电塔是一座10层旋转式“塔楼”,单层面积为1256平米,每层可容纳40个车位,整座充电塔可同时容纳400台汽车充电,全天约可服务1200台车。该充电站每个车位配备一个40kW的快充设备,可在2小时内将比亚迪E6的电量充满,整个充电塔的配置总功率为14400kW。

3+3循环式立体充电机,是指2套由3个单元构成的停车装置,每个单元可停12辆车,总共能同时容纳72辆汽车。充电机中每个车位配备40kW的国标、美标、欧标充电枪,满足国标380V、美标208V或480V、欧标380V充电等多种充电标准,充电效率更高,1.5小时就能够充满一辆比亚迪E6。该充电机总占地面积450平米,总装机容量为2950kW,每天可服务车辆216辆。

快充市场前景火爆,碳化硅迎来需求爆发式增长

新能源汽车市场正旺,其充电需求的推动背后少不了第三代半导体技术的发展。尤其是碳化硅(SiC)已成为新能源汽车的电力驱动系统以及充电装置中,逆变器以及转换器的核心部件之一。

硅基功率器件仍然是当前纯电动汽车和混合动力汽车的电力控制单元主流选择,然而,随着电动汽车的发展,传统硅基功率器件将越来越难以满足电力驱动对小型化和轻量化的要求。因此,各汽车厂商都对新一代碳化硅功率器件寄予厚望,希望通过碳化硅功率器件的应用实现电动汽车逆变器和转换器等驱动系统的小型化与轻量化。

此外,使用碳化硅材料可以实现抗高温效果,这对于传统新能源汽车里面都必须配备一整套的水冷系统的操作来说,可以减少布置体积大重量大成本又昂贵的散热片等。相比之下,使用碳化硅器件后散热处理也更加容易进行,不但散热器可以显著减小,还可以实现逆变器与马达的一体化。再加上碳化硅功率模块转换效率高、发热小,所以可以有效减小冷却系统的体积,从而实现电源转换装置整体的小型化。使用碳化硅功率模块后,充电桩的能源消耗可以减少到原来的三分之一。

小结

无论手机还是新能源汽车,快充技术的发展都让人们看到了更多的可能。作为一种能够实现加速充电、减少等待时间、提升用户体验的新技术,快充技术已经越来越成熟,也会带动相应的产业链完善。以手机快充来看,相关的芯片、充电器、充电接口、电池等核心零部件也将实现配套升级,带来新的投资机会;新能源汽车对快充的需求将有望带来碳化硅等原材料需求的快速增长,国产替代需求强烈,未来空间巨大。

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