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又粗又重的充电枪真是好枪?
2024-05-24 10:09:48 | 作者:BOB体育开户
 
 
 

  如果要写一本《中国纯电动车劝退指南》,超过三分之一的篇幅需要去用于描述“充电体验到底有多差”。尤其对于女性用户而言,每一次取下、插上、拔出充电枪的过程,都是一次自我反省的过程,“我到底多想不开,才会买纯电动车?”

  “重的不是枪,是连着的那个线,往充电口怼的时候感觉下面的线一直跟我有反力。”

  又粗又重的充电枪,让本来就不愉悦的纯电动车出行体验,雪上加霜。与常识逻辑相反的是,充电枪线缆并不是越粗越好,反而是越轻便越挑战成本控制和技术能力。所以,判定一台充电桩的好坏,最直观的标准就是拎一下充电枪。

  直流枪是大功率的快充枪,大范围的使用在公共充电站或者高速服务区的充电站;而交流枪对应的则是慢充枪,以家用充电桩为主,接家用220V单相电即可,功率一般在7kw左右。

  决定电缆重的重要的因素,有两种:一是电流的大小;二是线缆的长短。举个例子,一根250A、7米长的充电枪重量能达到50-60斤,而一根8米长的油管加油枪重量只有前者的六分之一,一桶办公室常见的18L桶装水也不过36斤。

  想要实现“充电5分钟,行驶200公里”,大功率快充是必经之路。通过初中物理公式P=UI(功率=电压*电流)可得知,提升功率的办法只有加大电流、加大电压两种方式。而目前主流的纯电动车,都采用400V电压平台,极少数是用800V高压平台,所以大电流快充更加盛行。

  电流的微观表达式:I=nqsv,n :表示单位体积内的自由电荷数;q:电子的电量;s:为导体横截面积;v:为自由电子定向移动的速率。所以说,电流的大小与横截面成正比。

  更重要的是,电流越大,发热量也会越大。根据电缆发热量公式:Q= NIpL/ S,Q 为发热量;N 为缆芯数;I 为电流值; p 为铜导体电阻率;L 为导线长度;S 为导线截面积。

  像7KW的交流慢充枪,只需要接4平方毫米的铜芯电缆。但90KW 电流120A的直流充电枪,就需要接35平方毫米的电缆。依照国标GB/T20234.3‐2015直流充电接口中,额定电流不超过250A。如果电流拉满到250A,其线mm²,比很多女性的手腕都粗。

  根据电阻率公式:R=ρL/s,ρ表示导体的电阻率,L表示导体的长度,s表示导体的横截面积。导体的电阻大小与材料的长度成正比,材料和横截面积不变时,长度越长,材料电阻越大。我们不妨把电缆想象成一根水管,水管越长阻力越大,流速越小。

  此外,当电缆长度增加时,电线电阻会增加,功率损耗增加,产生更多的热量,从而使电线温度上升。在实际应用中,充电枪通常会采用更粗的电缆,来抵消电缆长度增加所带来的电阻增加,以保持电线温度的稳定。

  这也是为什么,特斯拉的超充枪电缆普遍都特别短。从产品设计上,特斯拉将充电口统一设在车辆左侧。而充电桩的位置也设置在停车位的左侧,以便*限度减少不必要的线缆长度。

  但其他公共充电桩,则需要兼容充电口在左侧/右侧等不同位置的设定,只能增加充电枪线缆长度。最后导致的结果就是,越长电缆的横截面积越大,电缆越重。

  总之,传统的大电流快充路线,已经触及天花板了。增加横截面积来增加电缆载流量,不仅会让电缆更重,同时也会让电缆更硬。而在严寒低温地区,加大的线缆截面会降低电缆的柔韧性。

  首先我们要知道,减轻充电枪的重量,就需要减小电缆的横截面积,本质上还是要先解决热量问题。因为在大电流快充过程中,大量热量的积累不仅会加速电缆的老化,甚至还会损坏电缆,长此以往就会有自燃的隐患。

  据新能源汽车国家大数据联盟多个方面数据显示,在电动汽车起火事故车辆状态统计中,充电状态、满电静置状态发生起火事故合计占比超60%。

  就在前段时间,华为的一座超充站火了。不是真的起火,而是其功率值火了——这座名叫“FusionCharge”的充电桩,其制造厂商为华为数字能源技术有限公司,输出电压范围200-1000V,*输出电流600A,*输出功率600kW。

  600kW是什么概念?作为参考,特斯拉V3超充桩的*输出功率是250kW;蔚来的800V直流充电桩,*功率为500kW;小鹏的S4超充,单桩*功率为480kW;理想4C超充的单桩*功率也是480kW。毫无疑问,华为超充桩的功率又是“遥遥*”。

  但问题来了,600A的输出电流拉满,其快充过程中产生的热量相当可怕。根据热效应公式Q=I²Rt,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比。这是否意味着,插上华为的超充枪,等于在给“定时炸弹”充能呢?

  还记得,华为余承东在发布会上说过一句话:“我知道很多车,几乎天天在烧,它们烧了以后,基本上他们自己处理掉了。很多车企的车在华为的品质衡量准则中,根本不能出厂。”那么,既要快,又要安全,还要体验好,华为看来得拿出点真把式了。

  液冷充电枪内部有电缆和水管,像500A液冷充电枪的电缆通常才35mm²,通过水管内的冷却液流动来带走热量。跟常规的充电相比,基本轻了30%-40%。但液冷技术也分段位:有半液冷和全液冷两种,区别就在于前者仍需要风冷辅助,后者不需要。

  像全液冷充电桩中,液冷模块正面及背面无任何风道,模块靠液冷板内部循环的冷却液与外界进行热交换。这样一来,充电桩功率部分可以全封闭设计,将散热器外置,内部通过冷却液将热量带到散热器上,外部空气吹走散热器表面的热量。

  相比半液冷和常规的风冷技术,全液冷充电桩体内的液冷充电模块、电气配件等与外界环境无接触,可靠性更高。

  在4月的上海车展期间,理想汽车发布的4C超充桩,同样也采用液冷设计。官方的宣称,基于800V平台的快充能做到“充电10分钟,续航400公里”。

  理想汽车整车电动工程师谢飞告诉虎嗅,“我们自主设计了整个充电桩的热管理系统,结合线缆载流能力和液冷系统散热能力,通过不断地实验验证,找到了散热能力和线缆重量的*平衡,最终定制开发了行业最细的24mm液冷充电线缆,实现了远小于行业普遍水平的提枪重量。”

  除了减重之外,液冷充电枪在减少风扇的结构后,大幅度的降低了主机运行时的噪音。原来风冷模块内置多个高转速小风扇,运行噪声达到65db以上,充电桩桩体上还有散热风扇,当前采用风冷模块的充电桩满功率运行时噪声基本都在70dB以上。

  根据我们的祖国制定的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,依照国家标准规定,住宅区的噪音,白天不能超过50分贝,夜间应低于45分贝。

  所以,小区里安装风冷的超充桩肯定是无缘了。毕竟,物业能允许你装家用慢充桩,那可都是“谢天谢地”了。

  现阶段,国内充电桩的产业链已十分完备,几乎不需要从零开始研发。像核心元器件充电模块,代表企业有盛弘股份、通合科技、麦格米特、英可瑞等企业;充电桩设备相关企业主要为特锐德、盛弘股份、易事特、道通科技等企业。

  在燃油车时代,没见哪个车企会自己去建加油站。同理,大部分新能源车企会躺平,等着国家电网、南方电网这些“国家队”去搞基建,越是销量好的车企越是懒得建充电桩。

  但主打高端市场的车企,需要为车主的用车体验负责。小部分车企会做做样子,跟第三方充电桩企业合作建桩。比如,极氪就是在特来电的充电桩基础上,简单包装了一下。

  “一般的做法是选用行业内较为成熟的方案,这样做开发风险小、开发投入低、开发周期短。”在谈到提枪重量的问题时,谢飞告诉虎嗅,为实现*的提枪重量所进行的系统性设计,他们进行了大量的仿真分析、方案优化和实验验证,再进行不断的迭代更新,需要投入非常多的人力物力。

  同样的,小鹏汽车在超充桩开发的流程中,有一个环节叫“体验测试”。比如针对充电启动速度慢的问题,小鹏从软硬件层面着手优化。在S4超快充上,启动充电时间缩短到15秒。插上枪转身就能离开,省去了繁琐的操作流程。

  实际上,建充电桩进入到了传统车企涉猎的盲区——软件与云端的协同。擅长供应链整合、硬件集成制造的传统车企,向来是玩不转这套运营逻辑。

  蔚来曾在2022 NIO Power Day,展示过蔚来能源云的智能选址功能,很多人只注意到换电站布局,忽略了充电桩建设的逻辑。蔚来不少换电站同时也是超充站,智能选址可以透过大数据,对新设站点对原先站点的分流与车主体验的改善情况仿真。

  在建站前,蔚来要做调研,包括交通区位、安全、排队便利性和周围车流的密度和热力图,蔚来透过智能选址,可以直接在推荐范围内寻找适合设站的站点,更为快捷便利。

  至于好不好用、方不方便,数据是不会说谎的。在最近一次沟通会上,蔚来联合发起人、总裁秦力洪晒出蔚来充电桩的各品牌订单统计。他调侃道:“大家快来看看!到底是谁,在整个中国境内,一根公共充电桩都没有。”

  “由于市面上新能源汽车的技术水平良莠不齐,并且还有很多老国标车型存在,因此该项指标存在着巨大的挑战。”

  谢飞向虎嗅表示,理想通过发动内部员工支持测试和外部租赁车辆测试的方式,已经基本实现了对市面上大保有量车型的全覆盖。理想汽车对于用户充电体验提出了极高的要求,其中对于充电兼容性的指标要求更是高达100%。

  与“蔚小理”从一开始就对另外的品牌放开充电桩不同,特斯拉是直到前段时间,才对外开放了超充站给非Tesla车辆使用。只要是车型在对外开放名单中,前往指定的站点就可以使用特斯拉超充。随后,网上不少媒体将其解读为“特斯拉格局大”、“马斯克为人类造福”。

  但事实上,笔者使用理想ONE(在开放名单内)多次尝试用特斯拉超充充电,都显示为“无法充电”。通过400电话反馈给特斯拉官方之后,无法充电的问题依然没有正真获得解决。

  显然,充电体验的好坏与技术本身没有必然的联系,关键还是在于对用户上不上心。

  根据乘联会预测,2023年国内狭义乘用车销量为2350万辆,新能源乘用车销量为850万辆,年度新能源车渗透率有望达到36%。由此可见,随着新能源汽车在我国汽车保有量中的逐年提升,我国车与充电桩资源的矛盾,只会日益加剧。

  因此,广大汽车企业,尤其是处于市场头部的车企,得在卖车之余加强对于充电桩的建设工作,这也应当成为构成企业社会责任的一部分。尤其是当这一些品牌推出更高端的产品时候,就注定需要为用户更好的提供包括充电补能在内的全流程高端体验。

  毕竟,你让劳斯莱斯纯电闪灵去和北汽纯电出租车抢充电桩,总归是不够体面的。

  【本文由投资界合作伙伴虎嗅网授权发布,本平台仅提供信息存储服务。】如有任何疑问,请联系(投资界处理。



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