未來(lái)的充電狀態(tài)一定是超充+慢充兩端組成,超充必然離不開(kāi)高壓化平臺(tái),隨著混動(dòng)車型和純電A級(jí)車型電池容量超過(guò)50kWh,其也會(huì)向高壓化發(fā)展,華為數(shù)字能源將全方位助力高壓化,加快電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。
2022年10月26日,由NDE Automotive Group、蓋世汽車主辦,上海虹橋國(guó)際中央商務(wù)區(qū)管委會(huì)、上海閔行區(qū)人民政府指導(dǎo),上海南虹橋投資開(kāi)發(fā)(集團(tuán))有限公司協(xié)辦的2022第十屆汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇暨第十四屆全球汽車產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上,華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動(dòng)領(lǐng)域副總裁彭鵬提出以上觀點(diǎn)。
華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司智能電動(dòng)領(lǐng)域副總裁 彭鵬
以下為演講內(nèi)容整理:
今天我給大家分享的是高壓化的發(fā)展趨勢(shì)與未來(lái),主題是:《全面的高壓化、數(shù)字化、智能化,加速推進(jìn)智能汽車的電動(dòng)化進(jìn)程》,主要有兩個(gè)部分組成:1、發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn);2、高壓化平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新。
制約加速電動(dòng)化的四大焦慮
圍繞雙碳目標(biāo),電動(dòng)化一定是不可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)程。當(dāng)前,電動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入到市場(chǎng)和政策雙輪驅(qū)動(dòng)的階段:從7月份的數(shù)據(jù)來(lái)看,私人乘用車占比超過(guò)了70%,未來(lái)這一比重會(huì)更高,其中新能源滲透率超過(guò)27%,預(yù)計(jì)到2025年會(huì)到35%。
在我看來(lái),制約消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)車的顧慮主要是充電、續(xù)航、安全和成本:第一點(diǎn)是充電焦慮。這其中包含兩大效應(yīng):一是擠兌效應(yīng)和擠出效應(yīng)。擠兌效應(yīng)這一點(diǎn)在日常節(jié)假日中可以經(jīng)常看到,高速上排隊(duì)四小時(shí),充電一小時(shí),擠兌充電樁資源。擠出效應(yīng):比如當(dāng)前深圳的目的地慢充樁已經(jīng)不能滿足近60萬(wàn)輛電動(dòng)車用戶需求,很多車主日常需要到公共直流樁去補(bǔ)能。
因此,我們認(rèn)為未來(lái)的充電狀態(tài)一定由超充與慢充兩端組成。因?yàn)槟康牡芈涞幕A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)受限,可能滿足不了現(xiàn)在中國(guó)老百姓的充電需求,它更符合歐美莊園式或者別墅式需求,有自有停車充電位,當(dāng)目的地所在的充電位數(shù)量達(dá)不到充電需求,就會(huì)產(chǎn)生擠出效應(yīng),人們都會(huì)到城市公共的直流樁去充,這加劇了人們對(duì)充電的顧慮和焦慮。
第二點(diǎn)是續(xù)航焦慮,充電的不便捷倍增了續(xù)航焦慮,而人們將這部分焦慮轉(zhuǎn)移到電池容量布置和電池成本上,比如純電電車電池容量已經(jīng)從50-60度發(fā)展到70-80度,現(xiàn)在還有100-150度的規(guī)劃,但電池容量增加,電動(dòng)車的續(xù)航也會(huì)下降,成本又會(huì)提高。同時(shí),當(dāng)前電池安全問(wèn)題沒(méi)有完全解決,電池?zé)崾Э氐陌踩珕?wèn)題時(shí)常見(jiàn)諸報(bào)端,這也是一大焦慮。
高壓化是加速電動(dòng)化發(fā)展的核心密碼
對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)和生態(tài)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),要解決焦慮就要過(guò)三關(guān):技術(shù)關(guān)、安全關(guān)、盈利關(guān)。技術(shù)關(guān),就是發(fā)展功率半導(dǎo)體,發(fā)展高效、高密、高壓的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),發(fā)展高倍率電池;安全關(guān),就是發(fā)展智能化的電池安全管理系統(tǒng),解決電池?zé)崾Э氐膯?wèn)題,在未來(lái),還要提升電驅(qū)動(dòng)的可靠性。盈利關(guān),眾所周期,企業(yè)的早期充電基礎(chǔ)設(shè)施都是政府補(bǔ)貼,未來(lái)還需要引入更豐富的商業(yè)模式。對(duì)于動(dòng)力部件提供商而言,我們現(xiàn)在也知道很多中國(guó)電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商,有很多都是低毛,也是不太賺錢,未來(lái)也是要引入更多智能化到我們系統(tǒng)里面,促進(jìn)我們商業(yè)正向的循環(huán)。
發(fā)展安全、可靠的高壓功率快充是電動(dòng)化發(fā)展的核心密碼。首先是快充,快充可以緩解充電顧慮,提升便捷性。如果充電便捷了,可以進(jìn)一步解決續(xù)航的焦慮,電池比重就可以降低,并拉低購(gòu)車成本,提升續(xù)航里程??偟膩?lái)說(shuō),快充和超充網(wǎng)絡(luò)結(jié)合高壓解決方案,可以形成一個(gè)正向閉環(huán)。對(duì)于車企和充電運(yùn)營(yíng)商也是如此。以充電運(yùn)營(yíng)商為例,提供服務(wù)可以收取額外服務(wù)費(fèi),電費(fèi)+服務(wù)費(fèi)普遍為1-1.5人民幣,如果能夠提供額外服務(wù),就可以增收服務(wù)費(fèi),這部分用戶也會(huì)為不一樣的體驗(yàn)買單,通過(guò)額外的商業(yè)服務(wù)促進(jìn)生態(tài)快速發(fā)展。
目前,許多車企在進(jìn)行高壓化平臺(tái)的規(guī)劃,一大考慮就是:快充車型能夠帶給用戶不一般的用能補(bǔ)能體驗(yàn),形成差異化的競(jìng)爭(zhēng)特性。從車端看,行業(yè)對(duì)“快充和超充”的定義并不明確,在我們看來(lái),快充的峰值功率至少是150kw,未來(lái)超充則要達(dá)到450kw甚至600kw。要滿足150kw,電池容量在75度電是比較合理區(qū)間。按每度電可行駛6-7公里/度計(jì)算,75度可以滿足500多公里的行駛里程需求。
800v-1000v的高壓平臺(tái)是大功率快充的必經(jīng)之路。除了滿足快充以外,高壓平臺(tái)還有很多額外價(jià)值。理論上說(shuō),隨著充電功率的提升,汽車的動(dòng)力性能也會(huì)提高。此外,需要的線纜和部件會(huì)大大減少,車重也會(huì)減少,反過(guò)來(lái)也有助于提升續(xù)航里程。隨著碳化硅等功率器件的應(yīng)用,高壓損耗也會(huì)降低,動(dòng)力系統(tǒng)的效率會(huì)進(jìn)一步提升,這也是高壓化平臺(tái)帶來(lái)的其他價(jià)值。
我們看到,當(dāng)前長(zhǎng)續(xù)航混動(dòng)車型電池容量基本達(dá)到50度電,A級(jí)車也是50-60度電,華為認(rèn)為未來(lái)長(zhǎng)續(xù)航的混動(dòng)車型及A級(jí)車型的純電車型,其實(shí)也會(huì)向高壓化發(fā)展。尤其是隨著各家車企紛紛圍繞B+級(jí)車型布局高壓化規(guī)劃,將來(lái)一定會(huì)向A級(jí)車型和混動(dòng)車型進(jìn)行延展,增加超/快充特性。
華為瞄準(zhǔn)高壓化發(fā)展趨勢(shì)
2018年,華為布局智能電動(dòng)業(yè)務(wù),正式進(jìn)入電動(dòng)汽車動(dòng)力域,最早和主機(jī)廠合作的車型適配的都是800V平臺(tái),可以說(shuō)我們?cè)谶M(jìn)入動(dòng)力域的時(shí)候,瞄準(zhǔn)的就是未來(lái)高壓化的發(fā)展趨勢(shì)。
2021年,華為首發(fā)全棧高壓平臺(tái)解決方案,全棧不僅意味著電驅(qū)動(dòng),還包括電池管理單元、車載充電、熱管理等的全棧高壓化自研,可以實(shí)現(xiàn)10分鐘補(bǔ)能兩百公里,3.5s內(nèi)零百加速,擁有超強(qiáng)動(dòng)力性能。在發(fā)展高壓化平臺(tái)的過(guò)程當(dāng)中,華為也遇到了很多挑戰(zhàn)和困難,比如說(shuō)車樁電壓平臺(tái)的不匹配,大功率對(duì)高壓安全帶來(lái)的隱患,核心部件供應(yīng)等挑戰(zhàn)。
車樁電壓平臺(tái)的不匹配是高壓平臺(tái)車型進(jìn)行充電時(shí)面對(duì)的最主要矛盾。當(dāng)前450v和750v高壓樁還是挺多的,從2021年底才開(kāi)始布設(shè)1000V平臺(tái)的充電樁,高壓平臺(tái)的車在上市時(shí),還需要自配DCDC升壓部件,來(lái)適配低壓樁充電,隨著高壓充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善,這類部件也會(huì)減配消失。
目前,充電基礎(chǔ)設(shè)施中高壓部件產(chǎn)業(yè)鏈上已經(jīng)有很多廠商在布局,全液冷高壓充電樁、熱管理系統(tǒng)、高壓電驅(qū)動(dòng)、電池管理、電芯等基本都屬于SOP的階段。
華為的高壓化平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新
接下來(lái)講講華為的高壓化平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新,2021年,華為發(fā)布了全棧動(dòng)力解決方案,搭載北汽極狐阿爾法S版本和長(zhǎng)安阿維塔11量產(chǎn)上市,2023年和2025年將會(huì)分別量產(chǎn)第二代、第三代高壓平臺(tái)技術(shù),在這其中,華為提供了核心的關(guān)鍵技術(shù),包括專利高壓軸承防電腐蝕技術(shù),通過(guò)30萬(wàn)km可靠性測(cè)試,軸承無(wú)電腐蝕,保障NVH性能不降低;AI BMS,提前24h預(yù)警,保障電池安全;MCU功能安全ASIL D,0.18s內(nèi)800V→60V急速放電,保證高壓安全;電驅(qū)升壓技術(shù),兼容500V/750V低壓樁。
圖片來(lái)源:華為數(shù)字能源 彭鵬
未來(lái)動(dòng)力云化也是一大趨勢(shì)。通過(guò)云、大數(shù)據(jù)、AI的加持,升維解決電池的電化學(xué)問(wèn)題?,F(xiàn)在我們能夠做到24小時(shí)電池的熱失控預(yù)警,從而保障電池安全。未來(lái),我們也會(huì)通過(guò)云化的技術(shù)識(shí)別電池SOC以及健康度,為后期市場(chǎng)提供保險(xiǎn)服務(wù)。
數(shù)字化方面,華為專注于通訊移動(dòng)、軟件技術(shù)、引入了數(shù)字化開(kāi)發(fā)平臺(tái)、軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),提升功能安全水平。通過(guò)雙回路冗余極速放電技術(shù),在20ms以內(nèi)解決可能遇到的高壓短路漏電情況。
MCU功能安全部分,華為獲得了國(guó)內(nèi)首個(gè)車載MCU ASIL D級(jí)產(chǎn)品功能安全認(rèn)證證書。在EMC方面,華為多種軟硬件抑制技術(shù),解決高壓EMC干擾問(wèn)題:采用一體化濾波模組及高性能磁材料,接觸屏蔽+分腔隔離+多級(jí)濾波多種抑制技術(shù),全鏈路EMC仿真設(shè)計(jì),具備EMC Class5 能力。設(shè)備方面,華為具有全球首家雙軸同時(shí)輸出EMC測(cè)試臺(tái)架,還有全球首家兼容電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和部件的EMC暗室,來(lái)實(shí)現(xiàn)EMC高能力等級(jí)水平。
以上是華為DriveONE高壓平臺(tái)全棧解決方案,這些解決方案都基于華為三十多年的電子技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的積累,這些能力是華為在電動(dòng)化進(jìn)程中能夠?yàn)檐嚻笥脩籼峁┑南冗M(jìn)產(chǎn)品技術(shù)底座。目前,華為也在深耕核心材料、功率器件、電池、熱管理等方面的技術(shù)研究,并充分發(fā)揮華為作為領(lǐng)先的ICT設(shè)備供應(yīng)商在ICT領(lǐng)域,云與AI領(lǐng)域,通信移動(dòng)技術(shù)和傳感技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)。
最后總結(jié)一下,我們認(rèn)為,未來(lái)整個(gè)電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)將是全面化的,近年來(lái)動(dòng)力域發(fā)展趨勢(shì)將呈現(xiàn):千伏高壓、融合極簡(jiǎn),比如這次大會(huì)我們的獲獎(jiǎng)產(chǎn)品,面向未來(lái)自動(dòng)駕駛和智能座艙演進(jìn)的超融合四合一車載充電系統(tǒng),另外,還有制動(dòng)驅(qū)動(dòng)融合、云化動(dòng)力域等發(fā)展趨勢(shì)。華為希望聯(lián)合產(chǎn)業(yè)生態(tài)的力量,共同加速電動(dòng)化產(chǎn)業(yè)進(jìn)程!
來(lái)源:蓋世汽車
作者:薈薈
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