自世界首辆量产纯电动汽车诞生至今,在全球车企共同努力下,从2019年开始,储能系统、驱动与控制、动力系统、整车架构,都在不断进步升级。本文对未来5~10年新能源领域纯电动能源与动力技术,以及具有划时代和里程碑意义的技术实现展开分析、预测和设想。作者:开鑫
1000公里续航——纯电动汽车的里程碑和重要指标
虽然储能技术进步缓慢,但每1年至少能够提升10%的能量密度或体积能量密度。
预计未来3~5年,等速法工况(EPA)续航达到1000公里的纯电动汽车会出现。
当然1000公里续航将是纯电动汽车的里程碑意义,意味打折扣情况下,也至少能保障一半以上的续航可用。也备受用户青睐。
但后续随着闪充站的普及,续航里程已不再是唯一技术指标。
因此未来纯电动汽车会分为两大派系,一大派系主打长续航,另一大派系主打闪速充电。至少未来10年内,两大派系都有各自的优势和特点。
体积能量密度——储能技术的主赛道
现阶段衡量能量密度的指标主要停留在同等重量下的能量密度,但是忽略了体积因素。而未来,体积能量密度将会是重要的指标标准。
1000V、1250V、1500V~2000V超高压平台——车企技术的主赛道
储能系统、电控系统、电驱动力系统,三个主要系统都可以轻易实现高电压,但是需要更高的绝缘和安全防护,但也并非难事。未来3~5年左右1000V或1250V高压平台会逐渐成为主流。如今主流的800V只是一个短期过渡。
1000V(一千伏)标准,要求三电系统的额定电压等级不低于1000V电压。因此1000V以上到1500V区间,都可以称之为1000V。
而2000V(两千伏)标准,则是三电系统电压等级至少不低于1500V,且在2000V以内。
因此预计未来10年内,1000V标准都会是主流,因为电压的甜点是有限的。
闪充站——商用充电及能源服务商的主赛道
随着电动汽车的超高压化电控系统普及,对商业化的超高速充电服务提出了更高的要求。未来3~5年内,能支持更大功率更快充电速度的闪充站会开始出现并普及。
在1250V~2000V电压等级的闪充站,若额定充电电流500A,每小时理论充能效率为600~1000千瓦时。该典型能量值换算后,相当于可每小时为车辆充能约384~768公里的续航(假设百公里平均能耗为13千瓦时/每百公里),换算每分钟充入大约64~128公里的续航里程,充能速度已经可以媲美燃油车。
但短时间超高功率需求,对电网负荷造成严重冲击,因此必须附带解决方案:
第一种解决方案是储能装置本地化:平时将电网电能储存至超充站本地的大容量储能装置中,至少能储存20~50兆瓦时(也就是至少能为30~70辆车同时提供一次闪充)。
第二种解决方案是电网干线就地部署方案:将闪充站建设到距离电网干线比较近的地方,减轻对电网冲击。
闪充站相对于目前的超级充电站相比,建设成本不会显著提高,只需要升级变压器、电压转换装置、充电装置即可。会很容易实现升级迭代。
自动化充电基础设施及标准——统一标准的必行之路
现阶段新能源汽车除了换电之外,均需要人工方式连接充电装置。
未来随着网联和自动化的应用,完全自动化的充电基础设施会逐渐普及,用户只需要将车辆停放到充电车位,充电装置便可自动连接对车辆进行充电。大大提升了新能源汽车使用便利性。
预计未来3~5年会出现至少两三种自动化充电方案,但是随着时间推移最终会统一。在这里也希望各个车企与能源服务企业能早日联手实现统一的自动化充电设施标准。
分布式驱动系统——不仅是为了炫技
这不是一个新鲜的事物,目前已经有很多车企在研发并实现它。
每个车轮独立驱动系统,显著提升性能、功能、安全性上限。将会是未来的主流趋势。
而分布式驱动系统的是为了更多迎合线控转向系统的使用,毕竟两者是完美的组合。