充电5分钟可以在北京三环跑5圈,蔚来900V普通人用不起?
在刚刚结束的NIO Day上,蔚来用ET9在业界秀了一波,拉出了自己的900V高压架构。从800V转向更高的高压架构,基本已经成为新能源汽车行业的共识。当800V加速其降落速度时,开始向更高电压探索。几年后的发展目标是1000V高压架构系统,900V更像是介于两者之间的过渡产品。用过800V的消费者可能已经意识到了这种高压架构的好处,还有很多方面可以改进,而且都是实实在在给汽车带来改变的,比如充电效率和续航里程的提升。给汽车带来最直观感受的是高压架构。使用900V后会给消费者带来哪些变化?900V落地,值得期待吗?
从800V升级到900V的角度来看,难度不亚于从400V升级到800 V带来的挑战,回顾800V高压架构的首次亮相,保时捷Taycan无疑是第一款800V高压架构车型,但推出的时候车上就有400V电压的零件,也就是说当时还不是全球800V的产品。因为零件的高电压问题没有解决,全球800V无法使用。电压从400V切换到800V后,体验是创新的,主要体现在充电速度上,X分钟XXX公里,这已经成为现在大部分车型的标配能力。充电时间从几十分钟缩短到几分钟的体验确实能给消费者带来创新体验,至少能补充能量。现在应该更期待900V V的落地。
从行业的角度来看,900V的出现对技术提升是利好,有降低800V价格的可能,也有推动行业向1000V高压架构发展的趋势。从技术难度来说,从800 V升级到900V比从400V升级到800V更难..但是最后的推广效果还是值得的。这里将800V升级为900V,主要提升的指标包括续航里程、充电速度、动力性能、能效和稳定性。从低压到高压,以上指标会带来明显的效果提升,这也是我们期待900V落地的原因。从续航的角度来看,在同样的电池容量下,由于电压更高,900V架构的电池可以储存更多的能量,从而提供更长的续航里程。结合蔚来ET9的120kWh电池组,可以分析具体的提升。首先,更高的电压可以让电池使用更小的电极厚度,从而减小体积和重量,提高能量密度;然后蔚来ET9使用的大圆柱形电池,最大限度的利用了电池仓的空空间,为了达到高能量密度,塞了更多的电池。除了电池端,电机效率的高低也需要改变。由于采用了耐久度为1200V的碳化硅功率模块,电阻降低了15%,达到了低热阻的效果,可以达到更低的能耗性能。
在相同的电池容量下,由于电压更高,900V电池可以储存更多的能量,从而提供更长的续航里程。我们可以假设在120kWh电池组的前提下,900V架构比800V架构更轻更高效,理论上可以提供10-15%的续航里程提升(在车重相近,电池组规格一致的前提下)。关于充电速度和能效,毫无疑问充电速度也更快。更高的电压可以带来更高的充电功率。比如蔚来的600kW全液冷充电桩,配合ET9使用,是5C级别的充电概念,充满一个120kWh的电池组大约需要12分钟。以某品牌800V车型为例,它有800V+快充功能,5分钟可充200公里。相比800V的充电速度,900V的快充能量可以提升20%左右。
不考虑性能,只看续航和充电这两个指标。对于大多数电车用户来说,比性能要求更重要,这两方面的提升都达到了20%左右。毫无疑问,更高压力的出现确实是消费者和市场需要的产物。上车效果可能更好?win7 桌面
从实用的角度来看,蔚来900V高压系统的加载是对整车三电水平的一次优化。续航里程、充电速度、能耗性能都得到了显著提升;比如使用大型圆柱形电池,可以发挥能量密度高的优势,降低内阻,让优势发挥到极致;当高压电缆直径缩短30%,线束重量减少50%,前后电驱动重量减少34%时,车辆性能会明显下降。表面上看,据了解这是800V的大规模升级版本,但实际上它仍然不是一个极限版本的体现。在整个900V高压架构中,另一个核心部件是碳化硅功率模块。碳化硅功率模块的电压越高,意味着车辆的其他部分,包括电驱动机构,可以更轻更小,同时电池组也可以更轻。蔚来ET9的碳化硅功率模块还是用1200V的功率模块,和现在一些800V的型号一样。在900V架构下,实现了提高充电速度和续航里程的能力。暂时的问题是电池体积和电芯数量,具体优化值是多少。
从电池组的续航里程来看,假设120kWh的电池组在1200V碳化硅模块下可以提供500公里的续航里程。在相同的电池组容量和其他车辆配置不变的情况下,如果使用1400V碳化硅模块,由于其更高的电压水平和更低的能量损耗,续航里程有望增加。保守估计续航里程可能增加10%-20%,即550-580 km。其次,就电池组的充电能力而言,更高的电压水平也意味着更快的充电速度。现在使用1200V碳化硅功率模块的方案可能也是无奈之举。目前全球900V高压架构研发难度不大,核心难点应该是碳化硅的功率模块的电压上升。现在可用的成熟解决方案是1200V电源模块。另外两个选择,要么直接用1700V碳化硅模块,要么砸钱1400V碳化硅。
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但是,成本肯定是高的。目前使用1400V碳化硅的车有保时捷Taycan和奥迪e-tron GT这两款百万级纯电动性能车。最后做一个成本端的分析。一套800V高压架构的成本从几十万到几十万不等,而更高电压的900V架构成本只能更高,绝不会更低。至少1200V碳化硅模块的成本不会更低。目前业内价格较低的20万左右的800V车型都有碳化硅模块,但不是1200V而是800V模块,一辆车至少需要几十个碳化硅模块。两辆车消耗3万元左右的碳化硅晶圆(这还只是原材料成本),然后还有良品率成本和生产加工成本。电压越高,成本越贵。这种900V高压架构对于未来两年的有轨电车市场来说,仍然是一项高不可攀的高成本顶级技术。行业内的普及速度,参考800V的普及速度,至少需要2年;蔚来在国内的普及速度应该比行业整体速度要好。另外,用它的车必须有一定的溢价能力,讲个逻辑就能理解。
900V高压的目的是为了更高效,而高效率和零件小型化的关键是更高电压的碳化硅功率模块。两者相辅相成。如果只用高压架构而没有更好的碳化硅,那么800V高压架构完全够用。其他部分,电机和电池,都得用性能更好,能量密度更高的电池组。而这些零件的成本,加起来就是一个问题,绝不是30万甚至40万这个级别能承受的。它需要足够的额外容量来支持。这种使用1200V碳化硅模块的900V高压架构的成本可能高达800V
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