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比亚迪凌院长:电动车充电局限性的思考和探索

时间:2023-12-21 20:07:13
为了推进新能源汽车的普及,突破动力、续航、充电等方面的技术上限,比亚迪率先实现了电动车高电压上的突破。以下的低压桩,与高压车型充电不兼容,影响了充电效率。比亚迪为了解决这个难题,推出了升压充电技术,彻底实现车桩兼容,全面适配所有直流充电桩。提高功率第二招:升流提升功率第三招:热管理

比亚迪凌院长:电动车充电局限性的思考和探索

危机是机会和风险的交汇之地。

很难想象,比亚迪在 2003 年选择进入电动汽车领域时是怎样的抉择。但可以知道的是,王传福在年初仰望发布会上回顾比亚迪的造车史,讲述之中几度哽咽。危机是一把双刃剑,对于那些敢于探索未知、迎难而上的公司而言,它既是一次考验,也是一次机遇。在这些变幻莫测的时刻里,企业家们不仅仅是在经营企业,更是在领航自己的命运。

12 月 19 日,我参加了比亚迪在北京举办的「比亚迪全场景高效充电技术沟通会」。会上比亚迪汽车工程院副院长凌和平先生向大家分享了他在新能源汽车领域的起步经历,并深入探讨了比亚迪在不同发展阶段对电动车充电局限性的思考和探索。

凌院长从 04 年一毕业就加入比亚迪,在 06 年负责担任比亚迪第一款新能源车 F3DM 的产品经理,开发成功后,08年担任首款纯电汽车 e6 的项目负责人,也是之后 e 平台系列的负责人。可以说凌院长的工作经历就是比亚迪新能源的发展经历,也几乎就是国产新能源的拓荒历程。

从他的讲述中,我听出了自主研发可能是一种被逼无奈的选择。但也正是在挑战与压力的交织中,比亚迪才能用 20 年的时间证明,比亚迪可以。

筚路蓝缕

中国新能源汽车连续 9 年全球销量第一,今年已经达到 900 万辆,比亚迪也基本实现了年销量 300 万辆的目标。虽然现在是一片热火朝天欣欣向荣,但在 05 年比亚迪最初涉足新能源领域时,几乎可以用「两眼一抹黑」来形容——没有充电技术、没有充电桩、没有充电标准。为破解这些发展难题,比亚迪在开发拥有 15 度电的 F3DM 时,基于家庭用电的 10A 电流条件,推出了 的 2kW 充电设备。

由于过于早期,甚至连市场都没有。在没有推广环境的情况下,比亚迪转换思路针对公交和出租车等运营车辆设计推出了 30 千瓦的八针的直流充电口,对应的自己设计建造了 50 千瓦的直流充电桩。这也为国标交、直流充电标准提供了参考范本,正是在比亚迪八针接口的基础上,考虑到社会化运营充电桩和车不来源于一家企业但需要双向控制,增加了一根针用于车向桩传递信息。这也让比亚迪成为了首批中国电动汽车充电标准起草单位。

随后在探索的过程中,比亚迪通过电动巴士一步步地带领着行业将新能源的基础建设推进到一座又一座的城市,并为不同的用户场景推出更合适使用或更快捷部署的充电桩产品。

提高功率第一招:升压

为了推进新能源汽车的普及,突破动力、续航、充电等方面的技术上限,比亚迪率先实现了电动车高电压上的突破。2015 年,比亚迪推出乘用车 800V 高电压平台,搭载在秦 EV(2015 款)、唐 DM(2015 款)等车型上。这项技术不仅将零百加速提升到 4 秒级,纯电续航里程提升到 450 公里,而且将快充功率升级到 60 千瓦。有了这样的性能指标做基础,新能源车型才开始真正进入千家万户。

在这个时期,可以说只有比亚迪使用了 800V 高电压平台,超前行业 2-3 代。所以比亚迪的员工看到行业宣传 800V 平台的时候,委屈地表示,「我 2015 年就出 800V 了,怎么现在才火」。

由于 15 年时候的 800V 技术过于先进,比亚迪也感受到了时代落后的 。当时,国内 95% 都是 500V 以下的低压桩,与高压车型充电不兼容,影响了充电效率。比亚迪为了解决这个难题,推出了升压充电技术,彻底实现车桩兼容,全面适配所有直流充电桩。

提高功率第二招:升流

比亚迪作为行业的领先者,虽然多次用技术成功战胜时代的制约,但很多时候也不得不为现实妥协。由于行业的发展速度太快,导致很多时候建成即落后。但没有充电桩就没有用户的使用基础,无法将车卖出去。针对老用户换车来说,还是习惯去曾经的充电桩,全面换新没几年的老充电桩也不现实。

考虑到目前电流超过 300A 的公共超充桩仅有 2%,且快充桩普及广超充桩极稀缺的国内大环境,比亚迪选择充分利用现有超过百万台的公共快充桩资源,推出了双枪升流方案。以腾势 N7 为例,双枪超充最大功率可达 230kW,公共快充桩上实现 15 分钟充电 350 公里。而且这个双枪方案在日常使用中可以省去调整车辆姿势的时间,更加方便充电桩连接。

有很多人质疑这个双枪方案,但它的出发点就是对充电桩资源更好的利用。针对现在很多 4C、5C 的宣传,凌院长表示比亚迪对于更高速充电的电池技术也都有研究,但是考虑到用户的日常找桩时间和整体的充电时长,比亚迪有着自己对技术路线的选择。

提升功率第三招:热管理

初中物理知识电功率公式 P=I²R 告诉我们,电阻通电会发热。

所以充电时充电线、充电枪会发热,电池因为有内阻所以也会发热,积热成为了限制充电功率的一项重要因素。为了长时间持续地高速充电,同时升流技术的大电流让电池热管理迎来了更严苛的考验,比亚迪全球首创复合直冷技术,通过电池上下两面均铺直冷板的设计,以及2套冷媒独立控制系统,进行了补偿式流道设计,电池冷却面积提升100%,换热能力提升85%以上,为用户超充安全保驾护航。

这里面的冷媒和空调热泵系统连接,可以更加精准地调节温度。通过统一地热量调度,降低了能量的损耗。

但其实电池也非常怕冷,50 度左右是电池最高效的温度,一旦太冷就会降低离子的转移速度。在北方极寒天气中电池没有热起来的时候,电动车充电功率可能只有十几千瓦,差距非常大。

随着电动车市场在北方的发展,寒冷天气的充电需求也越来越旺盛。于是比亚迪首创全场景智能脉冲自加热技术,在行业内首次实现了极低温下冷车快充。

在 -30℃ 极寒条件下,搭载了全场景智能脉冲自加热技术的腾势 N7 的电池加热速率较传统方案提升230%,电池满充时间降低 30%,北方用户冬天也能享受到快充体验。不仅在充电时能自加热,在驻车和行车状态下,都能智能启动自加热技术,保障极低温整车性能。

适应时代 改造时代

在沟通会上,凌院长多次提到了充电桩运营商,也多次提到了资源的利用效率,我想着这和他从零开始一路走来的经历息息相关。只有考虑到充电桩的运营效率,才会有运营商的主动建设和充电环境的普及。也只有考虑到资源的利用效率,才能将用户买车与便利生活直接挂钩,带来「一切都是最好的安排」。

凌院长表示和一些充电桩企业的朋友聊天时说过经常给他们背锅,充电桩限制功率、修改协议、限制充电上限等情况,用户「从来不骂你,反正在比亚迪论坛都能发贴」。所以比亚迪也没有放弃曾经的老充电桩,通过技术手段向下兼容,让用户们即使换车可以同样无感使用。

通过 20 年的技术积淀和持续创新研发,比亚迪正在努力构建更符合当下国情的充电技术体系,打造一个在各种情况下都可以便利、快捷补能的全场景高效充电体验。

充电是一个从电网到车端的系统工程,不是单个充电桩功率的问题。

不止于快。