Développement de la recharge rapide des véhicules électriques
État actuel de la recharge rapide
À l'heure actuelle, la plate-forme haute tension des véhicules électriques est encore principalement de 400 V.
Grâce à la formule "puissance = tension * courant", nous pouvons facilement savoir que lorsque la puissance de charge augmente, si la tension du véhicule reste inchangée, le courant de charge augmentera naturellement.
Des problèmes tels que la perte d'énergie, la dissipation de la chaleur, le vieillissement, les interférences électromagnétiques et l'impact sur la batterie elle-même causé par l'augmentation du courant seront tous exposés.
Dans le même temps, la charge rapide à courant élevé ne peut atteindre la puissance de charge maximale que sous la condition de 10-30% SOC, et ne peut pas répondre aux exigences de charge 4C.
Lorsque la puissance de charge atteint 200 kW, le courant de charge du véhicule sur la plate-forme de tension de 400 V peut atteindre 500 A, et la plupart des véhicules actuels ne peuvent pas supporter un courant de charge aussi important.
En revanche, l'utilisation de la méthode consistant à augmenter la tension pour reconstituer l'énergie du véhicule permet non seulement d'améliorer la sécurité de la charge et l'efficacité de la conversion, mais aussi de maintenir une puissance de charge plus élevée dans une plus grande plage SOC, et la vitesse de charge est plus rapide.
Si l'on utilise un véhicule doté d'une plate-forme haute tension de 800 V, le courant de charge n'est que de 250 A. En outre, la méthode de charge à haute tension et à faible courant peut également prolonger la durée de vie de la batterie.
Par conséquent, l'augmentation de la puissance de charge tout en réduisant le courant par l'augmentation de la tension est devenue l'axe de recherche d'un plus grand nombre de fabricants. Cela conduit à de nouvelles technologies telles que les piles de chargement à haute tension et les plates-formes à haute tension de 800 V pour les véhicules.
Chargement rapide des véhicules électriques sur le marché
Inventaire et tri de quelques modèles qui supportent la charge rapide sur le marché, les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :
| Marque | Tension maximale/V | Courant maximal/A | Puissance de crête/kw |
|---|---|---|---|
| Tesla | 400 | 600+ | 250 |
| AION V Plus | 460 | 520+ | 240 |
| ZEEKR 001 | 400 | 550+ | 220 |
| Taycan | 723 | 370+ | 270 |
L'AION V du tableau ci-dessus est prise comme exemple. Si la puissance de pointe est de 480 kW pendant 10 minutes, le véhicule peut être chargé avec 80 kWh.
Si la consommation d'énergie pour 100 kilomètres de ce modèle est de 16 kWh, il peut atteindre une autonomie de 500 km.
En revanche, pour les véhicules électriques qui ne peuvent être rechargés qu'en courant continu ordinaire, la puissance de charge en courant continu est généralement de l'ordre de 60 kW. La charge dure ensuite 10 minutes et l'autonomie de croisière réalisable est généralement d'environ 60~70 km.
Architecture du système haute tension du véhicule
Lorsque la puissance de charge est augmentée, l'ensemble du véhicule peut s'adapter en augmentant la tension ou le courant de charge.
Toutefois, l'augmentation du courant de charge accroît les exigences du véhicule en termes de dissipation de la chaleur et d'efficacité, ainsi que la difficulté du traitement technique. C'est pourquoi la charge rapide à haute tension est devenue le choix de la plupart des constructeurs automobiles.
Dans ce contexte, l'architecture du système à haute tension du véhicule a également développé de multiples voies de développement.
Elle peut être divisée en trois catégories en fonction de la tension élevée : l'architecture pleine pile à haute tension, l'architecture multi-tension et l'architecture pleine pile à basse tension.
Architecture haute tension à pile complète : Il n'y a que deux plates-formes haute tension/basse tension de 800V/12V dans l'ensemble du véhicule. Tous les composants haute tension, y compris l'AC et le DCDC, utilisent une tension de 800V, et tous les composants basse tension utilisent une tension de 12V. Le schéma topologique est le suivant :
Architecture multi-tension : haute tension locale de 800 V, c'est-à-dire que le véhicule entier est équipé d'une batterie d'alimentation de 800 V. La tension de 800 V est réduite à 400 V par CCD pour être utilisée par d'autres composants haute tension du véhicule. La tension de 800 V est réduite à 400 V par l'intermédiaire d'un DCDC pour être utilisée par d'autres composants haute tension du véhicule. Le schéma topologique est le suivant :
Architecture pleine pile à basse tension : La "basse tension" se réfère ici à 400V par rapport à 800V, et non à la basse tension de 12V. L'architecture comporte deux modes, à savoir la double batterie et la batterie unique. Le mode à double batterie utilise deux batteries d'alimentation de 400 V, qui sont utilisées en combinaison avec un boîtier de distribution d'énergie à haute tension. Le schéma topologique est le suivant :
Le mode pile unique : Il suit la plateforme actuelle de 400V, mais installe un DC/DC entre le port de charge et la batterie pour abaisser la tension. Le schéma topologique est le suivant :
Par conséquent, la charge rapide et la surcharge ne peuvent être réalisées qu'avec un dispositif de charge externe et le soutien de l'architecture haute tension du véhicule. Dans le cas contraire, l'utilisation d'une puissance trop élevée pour charger la voiture endommagera la batterie d'alimentation du véhicule, ce qui est l'objectif de l'initiative de l'UE. les 10 premières entreprises de batteries d'énergie dans le monde que l'on espère éviter.
Changements dans les pièces de véhicules
Avec le développement de la technologie de charge rapide en courant continu, associé aux restrictions sur l'installation de piles de charge en courant alternatif dans certaines communautés, les constructeurs automobiles ont en même temps unifié leurs normes afin de réduire les coûts.
À l'heure actuelle, une faible voix se fait entendre : les piles de chargement à courant continu pourraient progressivement remplacer les piles de chargement à courant alternatif lent. Il s'en est suivi la transformation des pièces détachées des constructeurs automobiles en véhicules complets, c'est-à-dire la suppression du chargeur embarqué (environ 2 000 à 3 000 yuans pour une seule pièce).
Par exemple, le NIO ET7 a annulé l'OBC embarqué. Sans l'OBC, il n'y aura naturellement pas de port de charge CA sur la voiture, et il ne restera qu'un port de charge CC.
L'annulation de l'OBC joue un rôle important dans l'allègement et la réduction des coûts de l'ensemble du véhicule. Dans le même temps, cette mesure peut également raccourcir le cycle de développement et d'essai des véhicules, ce qui est bénéfique pour le développement des véhicules électriques.
Mais il n'est pas certain que cela corresponde au contexte actuel de l'industrie et aux habitudes des utilisateurs. Après tout, le rapport AC/DC des piles de recharge publiques restera longtemps de l'ordre de 6:4. Mais à l'avenir, la proportion de piles à courant continu devrait progressivement augmenter.
Résumé
En résumé, avec la popularité croissante des véhicules électriques, la recharge rapide est devenue le centre d'intérêt des fabricants de piles de recharge et des constructeurs automobiles.
L'article traite de l'état actuel de la charge rapide, de la charge rapide des véhicules électriques sur le marché, des architectures de systèmes à haute tension des véhicules et des changements dans les composants des véhicules.
Le développement des véhicules électriques à l'avenir nécessite non seulement des systèmes d'alimentation électrique plus efficaces, mais aussi des systèmes d'alimentation électrique plus performants. solutions pour les batteriesmais aussi l'amélioration des installations de recharge.
