新能源汽车高压充电的现状及发展趋势分析

新能源汽车高压充电的现状及发展趋势分析摘要新能源汽车有着节能环保、出行成本低的优势特点，在我国得到了充足有效的发展，再加上新能源汽车购置税减免优惠政策的充分刺激，使得我国的新能源汽车数量呈现出爆发式增长。但是由于新能源汽车的充电设施比较少、充电效率比较慢，导致新能源汽车在使用过程中存在诸多不便。因此广大厂商需要创新研发高电压、大功率充电技术，推动新能源汽车充电设施的广泛化、高效化发展，为新能源汽车的未来发展奠定良好的基础。因此对新能源汽车高压充电的现状展开全面细致地分析探讨，并对未来的发展趋势做出展望，为汽车厂家研发新能源汽车充电技术提供了重要的理论指引。关键词：新能源；高压充电；现状；发展趋势引言最近几年，我国的新能源汽车得到了充足有效的发展，这种汽车具有节能环保、使用成本低等诸多优点，而且购置新能源汽车还可以享受国家的政策补贴，因此受到了广大民众的青睐。但是在另一方面，新能源汽车的充电效率、续航里程是制约新能源汽车发展的重要因素，就目前来看，新能源汽车的充电设施造价昂贵、充电速度慢，根本无法满足人们的使用需求。因此如何提升新能源汽车的充电效率就成为汽车厂家需要考虑的重要问题。通常情况下，影响新能源汽车充电效率的因素有两个：一个是电压；一个是电流。充电功率=电压*电流，随着电压或电流的增加，充电功率也会随之增加。但是大电流直流充电存在一定的缺陷，也就是在电池剩余电量不足30%的时候才能使用，充电线的粗细也限制了充电的效率。随着充电电流的增加，不管是充电线路，还是充电设备，都会产生很多热量，在一定程度上影响了充电设备的使用寿命，严重者会引发火灾危险。因此很多汽车企业都选择高压充电来实现大功率充电。一、新能源汽车高压充电的现状分析（一）新能源汽车高压充电的成果分析新能源汽车高压充电的原理与升高电压实现扩容的特高压输电线路基本相同，为了实现新能源汽车的高压大功率充电，就必须建设一个科学先进的高电压充电平台。在传统的新能源汽车充电过程中，由于硅基IGBT功率元件的耐压能力有限，新能源汽车普遍使用的都是400V电压充电平台，当前充电功率最大的是特斯拉第三代充电桩，其充电功率达到了250KW，充电电流峰值能达到600A。要想达到更快的充电效率，就需要将充电电压提升到800V、1000V，来达到高压充电系统的扩容。与常规的新能源汽车充电系统相比，800V高压充电平台的充电功率可达到350KW，短短几分钟时间就能将电动汽车的电池电量充到80%以上。2021年9月26日，东风汽车自主研发了800V高压充电平台和超级快充技术，该平台已经进入整车测试阶段，有可能成为最早量产的800V高压快充平台。800V高压快充平台主要包括快充系统、电池、电驱总成等，能够达到“充电10分钟，续航400公里”的效果。在安全问题方面，800V高压充电的稳定性更强、安全性更高，是未来新能源汽车充电技术的主流方向。（二）新能源汽车高压充电的问题分析首先，根据乘联会发布的数据显示：2021年，我国的新能源汽车销量达到了298.9万辆，与2020年相比增长了169.1%，创造了近五年来的新高。截止到2021年12月，新能源汽车在国内的零售渗透率已经达到了22.6%，与2020年5.8%的渗透率相比呈现出大幅增长趋势。也就是说在2021年1-12月份中，中国每销售100辆汽车，其中就有15辆是新能源汽车。与此同时，我国的新能源汽车充电桩也呈现出高速发展态势。2012年，我国的充电桩保有量只有1.8万台，到了2017年，该数值增长到21.4万台，与2012年相比提高了109%。截止到2021年年底，我国的充电桩保有量已经达到了114.7万台，与2017年相比增加了4倍之多。从地域角度分析，我国新能源充电桩保有量最多的三个省份分别是广东、江苏和浙江。然后，虽然我国的充电桩保有量呈现出大幅增长趋势，但是随着新能源汽车保有量大幅增长的情况下，当下充电桩的数量已经满足不了人们的充电需求。据有关资料显示：很多新能源车主在充电时都遇到了找不到充电桩、充电排队长等问题。尤其是在节假日期间，我国新能源汽车充电排队的现象屡见不鲜。据有关资料显示：截止到2021年6月，我国全国范围内的高速公路充电桩的数量仅有10836个，只有2318个高速服务区配置了新能源汽车充电桩。平均每个服务区的充电桩数量为4.6个，按照一个充电桩能够为一台新能源汽车充电1小时来算的话，每个服务区每小时只能为4.6辆新能源汽车提供充电服务，这样的充电功率和服务效率根本满足不了节假日高峰期的出行需求。二、新能源汽车高压充电的发展趋势分析（一）向着高电压大电流的方向发展在国家政策的引导下，我国的新能源汽车保有量呈现出逐年增长趋势，诸如公交车、出租车、共享汽车等都开始进军电动车市场，因此高压充电技术在未来有着广阔的发展空间。高压充电技术目前已经进入整车实验阶段，预计到2025年，800V高压充电技术能够得到大范围的推广与普及，真正实现“充电10分钟，续航400公里”的目标。为了进一步提升新能源汽车的续航里程，缩短与燃油汽车之间的差距，电动汽车的电池容量将进一步增加，充电电压会继续向着1000V甚至更高的方向发展，充电电流会逐步提升到350A。这就需要汽车厂家创新研发大功率充电模块；加大充电线截面，提升载流能力；不断提升电池热管理技术，妥善处理电池过热而引发的风险问题。（二）向着高功率高效化的方向发展2022年4月，作为新型充电技术——液冷超级充电桩已经在广州上线，截止到2022年年底，预计大量的液冷超级充电桩建设完成，这种充电桩的充电效率可达到600千瓦，充电五分钟，新能源汽车的续航里程就可以达到300多公里。这种充电桩的兼容性非常强，诸如广汽埃安、AIONV、特斯拉ModelY等新能源汽车都可以适配液冷超级充电桩。液冷充电桩的优点如下所示：（1）充电电流大，大功率模块可以自动调整流量、水泵的转速，使得600A电缆拥有良好的散热性能；（2）充电噪声小，安全等级高。液冷超级充电桩使用静音齿轮泵，充电噪声控制在60分贝以下，采用分区设计，可以有效抵御极端恶劣天气，安全防护等级达到了IP5.5，充分保证新能源汽车充电的安全性。总结如今我国的新能源汽车正处于高速发展态势，高压充电技术获得了充足有效的发展，但是也存在一定的缺陷与不足，诸如充电效率低、安全稳定性差等等，为了解决这些问题，各大厂商必须加大高压充电技术的创新力度，在提高充电效率的同时，保证充电模块的安全性和可靠性。此外，汽车厂商还需要积极探索高功率高效化的充电技术，为广大车主提供更加贴心周到的服务。参考文献[1]李统刚,陈昌.新能源汽车高压大