在雙碳目標下,要加速乘用車電動化進程,2060零排放車輛占比需達90%。對此,華為數字能源技術有限公司智能電動業務部副總裁彭鵬表示,當前的任務十分艱巨。 如何推動汽車的電動化發展?彭鵬表示,主要包括產業政策、車企策略、科技發展、碳排放要求和充電基礎設施建設等五大手段。而從用戶角度而言,充電體驗、里程、電池安全與成本等問題是選擇電動汽車替代傳統燃油車的重要考量。其中充電補能體驗是當前制約用戶選擇電動汽車的首要顧慮,因此,發展安全、可靠的高壓大功率超充是電動化發展的核心密碼。同時,車型選擇高壓平臺還能帶來動力增強,部件優化,效率提升,成本降低等其他價值。但在高壓過程中也面臨著高壓安全、軸承電腐蝕、高壓EMC等挑戰。 華為致力于為車企提供動力域全棧高壓解決方案,和全液冷超充解決方案,來提升用戶的補能體驗,運用創新數字化技術,解決高壓化帶來的多項挑戰。 ![]() 彭鵬 | 華為數字能源技術有限公司智能電動業務部副總裁 以下為演講內容整理: 從我國的雙碳目標來看,聚焦到交通電動化部分,占到12%以上;預計在30年左右會達到頂峰,占到13%。雖然交通占比相對發達國家還不夠高,發達國家交通領域約占25%。但對我國而言,要實現碳中和的目標,交通領域在2030-2060年要降90%的碳排放,任務非常艱巨。 雙碳目標下,要加速乘用車電動化進程 從目前的乘用車碳排放折算,2020年單車排放在226g/km。要實現2060的目標,乘用車單車平均碳排放須下降到4.3g/km。假設在乘用車數量不變的情況下,我們的零排放車型占比到2060年要超過90%,怎樣推動乘用車電動化的發展是當前的重要課題。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 綜合國際與國內的電動化情況來看,我們總結了影響交通電動化發展的幾大因素: 第一,政策和市場的雙輪驅動。政策初期的推動非常強烈,但對車企而言,早期的促銷政策可能在初期的效果不太明顯,尤其是充電基礎設施。因為早期乘用車的數量尚未積累到一定程度,主要靠私家樁完成補能。國內外都存在這種情況,并不是每位用戶都能裝私家樁,所以一定會外溢到社會公共充電基礎設施。另外是科技,當前純電解決方案有很多制約用戶購買的因素,如補能、續航焦慮、成本、安全等。技術和充電基礎設施的發展,是電動化至關重要的影響因素,也是我今天分享的重點。 第二,要促進電動乘用車的市場化,一定要回應用戶關切的幾個問題——充電焦慮、續航焦慮、性價比、安全等。 安全、可靠的高壓大功率超充是電動化發展的核心密碼 我們認為通過發展超快充的高壓平臺和超/快充的基礎設施能解決電動化發展中用戶所焦慮的部分問題,促進電動化的發展。 首先,高壓平臺車型能夠倍速補能,解決用戶的充電焦慮;如果超充網絡數量足夠多,用戶的續航焦慮也將降低。現在不用去追求六七百公里甚至一千公里的續航里程,電池容量可以降低,以商業循環推進電動化進程。我們在此做個比喻,假設續航焦慮下降,600公里續航里程降低到450、400,電池容量降低1/4,這帶來的整車價格下降會大大促進電動化A級車型的發展。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 我們預測,高壓化是解決用戶充電、續航等問題的首選方案。根據我們的統計結果,幾乎所有的OEM都在規劃高壓平臺。今年從OEM公布的車型數量看,已經有25款高壓大功率車型上市,預計2025年將超過45款,占比接近40%。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 從技術發展角度來看,現在第三代半導體碳化硅技術已經非常成熟,并且已經在規模應用;高倍率的電池技術也已經成熟,4C已經量產化;電池的能量密度也在進一步提升。技術發展促進OEM高壓平臺加速演進,未來會從B+級車型向A級車甚至增程混動車型發展。 其次,除了上述充電的便捷性,高壓平臺的另一點優勢在于提升充電補能效率。功率提升帶來更強動力,如果選了高壓化平臺,從750V提升到900V,動力會提升20%+。另外,同樣的功率,用高壓線還能節省線路部署、節省線路的數量。 李想曾經談及理想汽車在規劃純電動車型時,有一番演講提及:他們現在規劃的純電動SUV如果上高壓平臺,電池容量可以下降到80kWh,續航里程進一步降低;現在他們開始部署超充網絡,以降低用戶的續航焦慮,這又可以進一步降低電池的容量。如此一來,雖然高倍率的電池成本會提升10%左右,但最后折算下來,實際上電池降本約3.4萬元,對提升電動汽車的銷售競爭力非常有益。 第三講一下高壓化的痛點。行業專家都比較清楚,關于高壓安全的挑戰,軸承電腐蝕的挑戰,高壓EMC的挑戰。 即便面對以上挑戰,華為依然堅定引導電動化朝向高壓化方向發展。我們與車企合作的第一代,如長安阿維塔、北汽極狐,是750V高壓,那時候就能實現10分鐘補能200公里。今年我們發布了新一代融合黃金動力的平臺,把電壓平臺進一步提升到近900V,900V+大倍率的電池能實現5分鐘補能200公里。 現在,我們正在規劃第三代產品,預計會在2025年發布。眾所周知,上了高壓平臺后,整個架構需要變化,要從電驅動、電池管理系統、OBC、BMS以及高壓充電等層面提供整套的解決方案,我們給到車企的就是全棧的解決方案,不只是電驅動。 全新一代高壓SiC電驅動系統 我們的全新一代高壓SiC電驅動系統在今年上海車展期間發布,發布之前在中汽中心做了相關測試,報告結果顯示該電驅動系統的效率在全行業是最高的,達到92%的CLTC工況效率,優于業界3%,每度電行駛更多里程,相同電池配置下整車續航里程可提升4.5%。 同時還能幫助車輛實現5分鐘補能200km。同時,全新一代高壓SiC電驅動系統的特點是動態高壓平臺,可以適配當前的750V,但有的車企比較前端,規劃了900V平臺,我們也能夠兼容。 同時我們運用創新數字化技術,來解決高壓化帶來的三大問題。首先是軸承電腐蝕,用到“富蘭克林”-軸承導電防腐蝕技術,把軸電壓、軸電流導出去。另外,還有其他的導電薄膜技術的提升。 其次在功能安全上,結合數字化開發,打造全場景、全要素的功能安全。我們是行業里第一個實現MCU功能安全ASIL D的供應商。 最后結合華為在ICT領域多年的EMC抑制技術,采用多種新型的軟件和硬件研制EMC技術,以解決高壓EMC干擾問題。 布局充電基礎設施,華為首推全液冷超充解決方案 華為最初在充電基礎設施領域僅僅是作為核心的器件供應商,做關鍵器件充電模塊。但是汽車電動化要成功,電力革命要成功,其核心聯接的載體是充電網絡。而當前,行業里的充電基礎設施存在著劣幣驅逐良幣的發展趨勢,并不能承載未來電動化的發展,亦不能承載新能源電力革命的發展。為了確保兩項變革的成功,今年我們向行業推出了全液冷超快充一體化架構解決方案,能滿足城市公共充電基礎設施發展需求,符合新能源電網和新能源汽車發展演進需求,能帶給用戶更優異的充電體驗,同時提高設備質量,給運營商帶來高收益。該解決方案主要涵蓋了以下技術: 首先是全液冷技術。作為行業的首款全液冷解決方案,我們的主機、功率轉換模塊、分配模塊都是液冷的,單槍最大功率為600kW。液冷的一個優點在于“輕”,傳統槍線要實現600kW,需要5米的線纜,總體接近20kg,對女士而言非常不友好;現在我們的單槍只要8kg,同時液冷具備靜謐性,可以將噪音等級從80~90db降低到50~60db。并且相比于風能設備較低的防護等級,全液冷設備使用壽命更長,相比傳統3年壽命提升至10年以上。 其次是全模塊化技術,包括功率轉換模塊和功率分配模塊分體,還包括全矩陣的動態智能分配單元和集中能源的調度管理核心技術,能實現功率最優分配。未來,在充電場能實現數字化管理,能和電網進行能源管理互動以及實現有序智能充電等。 下圖是我們的超快一體充電架構。當前,行業的超充只服務超充車型。我們的超快一體化架構不挑車型,普通倍率的車型也能得到快充體驗,更適合商業閉環和平滑演進需求。結合華為能源云數字化技術,能夠實現能源云管理以及OTA升級,做到常用常新。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 同時,能夠為用戶帶來極致體驗。第一點是即插即充,提升充電的成功率。比如現在已經實現了5分鐘補能50%,車和樁的對接速度是一分半,但在對接過程中高壓超充車型已經補能很多了。未來車樁搭接的時間要縮短,一次性成功率要提升,這是華為比較擅長的。因為我們不只做充電基礎設施也和車企密切合作,能夠保證一次性充電的高成功率超過99%。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 第二點是充電設備質量。對運營商而言,最大的挑戰是當前充電樁市場劣幣驅逐良幣,大家只拼成本,在極端情況下甚至3年就要換一個整樁。我們的全液冷架構能支持10年以上生命周期,并不斷往15年、20年方向發展。下圖是根據運營商實測的數據,左邊是有6個車位,使用330Kw的變壓器電容量,右邊是華為的全液冷超充,7個車位也是330kW。同樣電容量、同等時間下,傳統架構翻臺率是1次,華為是五次。如此,能帶來極高的收益。 ![]() 圖源:演講嘉賓材料 讓有路的地方就有超快充 為促進電動化發展,華為也在與車企和城市管理者密切合作,打造城市一張網和高速一張網。我們認為充電基礎設施是社會公共的基礎設施,就像手機需要部署通信網絡一樣,并不需要每家OEM都去部署超充充電網絡,這是對OEM資源的消耗,也是對社會公共資源的消耗。 當前的充電基礎設施還不滿足未來電動化的發展需求,華為正在加速改造充電網絡,讓車企放慢獨自部署充電網絡的步伐。現在,我們已經在很多城市做了超充網絡,包括深圳、桂林、北京、重慶等;也在做高速一張網,即便是未來幾年內不會有電動車大量出行的地方,我們也在積極部署,其目的就是讓用戶發放心選擇電動車,就是為了加速電動化發展。 最后,華為數字能源在推動交通電動化變革方面有兩大產品版塊,第一是車上智能電動領域,為車企提供動力域的解決方案;第二是在車下充電網絡領域,為用戶提供豐富多樣的充電解決方案。我們希望與全產業鏈的客戶及伙伴們一起合作,加速電動化進程,為子孫后代創造更美好的世界和明天! (以上內容來自華為數字能源技術有限公司智能電動業務部副總裁彭鵬于2023年10月19-20日在第十一屆汽車與環境創新論壇發表的《高壓電驅動與全液冷超快充創新技術方案》主題演講。) |
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