當電池技術已經不成為電動車發展的障礙,充電就成為電動車滲透率提升的“卡脖子難題”。對于車主來說,充電設施除了方便獲取,最好遍地是樁之外,還要在充電時達成兩項目標:快,我所欲也;安全,亦我所欲也,二者可得兼否?
孟子在面對魚和熊掌的時候,做出了“舍魚而取熊掌者也”的決定,但是華為可以用其超強的技術實力幫車主實現“快”與“安全”得兼的愿望。
近日華為數字能源的視頻欄目《比特與瓦特》回答了華為超充的黑科技如何幫助車主達成兩全其美。
瓦特(Watt)是功率單位,在電力行業中隨處可見,比特(Bit)是信息量單位,是數字時代的象征。用數字技術精確控制能源,是大勢所趨,華為數字能源應時而動,推出《比特與瓦特》這檔黑科技視頻欄目,正是一種契合時代所需的判斷。作為全球領先的信息與通信技術解決方案供應商,華為吸納了超多ICT、電力電子等領域的科學家,這些曾經深藏不露的技術高手,走向前臺,接受視頻中幻化為實體的“比特”和“瓦特”兩個小兒的請教,為世人帶來專業且深入的科學觀點,幫助大眾了解數字能源黑科技的真實用途。
這次走上前臺的是華為數字能源智能充電網絡首席專家易立瓊。他在新一期《比特與瓦特》節目中,回答了華為超充的技術水準究竟達到了哪一層的level,如何實現快與安全得兼。
華為數字能源智能充電網絡首席專家易立瓊
“高質量充電”首先是要“快”
“讓有路的地方就有高質量充電”,華為的這句slogan中透出一個信息,華為追求的不止是“車樁比”,而是讓車主能明確感知到充電過程的“高質量”。這種“高質量”是華為殺入充電領域的技術邏輯起點。
前幾年在電動汽車起步階段,每到過年過節,電動汽車車主就要承受“不是在找樁,就是在等樁”的嘲笑。解決這一難題,除了充電樁的普及,采納快充樁、超充樁是重要路徑。
華為是從去年殺入充電領域的新秀。世人都知道華為不管新介入哪一個領域,推出來的產品就足夠打上“next level”標簽。進入充電領域的華為產品,首先就是要在充電速度上沖上next level。
易立瓊開宗明義:“要實現充電快,就要提高充電功率,可以通過增大電壓和電流來實現。”
學過初中物理的都知道,充電的本質是正電荷的涌入。電池充滿過程中,正電荷需求量固定,要達到快速充滿,有兩種類似兩種“灌水”的路徑:一個是加大壓力(增大電壓),一個加快流速(加大電流)。
華為全液冷超充技術是從兩個方向著手實現快速充電,可實現最大電流600A,最大電壓1000V。
單純說數值不好理解華為超充樁的技術到底有多優越,但是可以用家用電器對比來理解,我國家用電器是固定的220V,電視機平均電流為0.5A,“用電大戶”空調的電流在10到15A之間。而華為超充樁的瞬間輸出電流速度是空調的60倍之多。
華為超充,實現充電“快”,毫無壓力!正是在這樣的電流和電壓適配基礎上,華為液冷超充產品實現了近“一秒一公里”的極致體驗,充電5分鐘,續航超過200公里,一杯咖啡時間實現滿電早已不是理想。
智能算法實現完美“供需匹配”
強電流+高電壓,對充電設備提出了更高要求,如果充電電流控制不當,就會對電池造成傷害。
華為數字能源發揮了數字技術強項,將充電過程分段進行處理,每一段都能提供更安全穩妥的匹配方案。
在充電初期,和灌水原理相同,在電池比較“空”的時候,大量涌入的正電荷隨地落腳都能安身,所以這一階段的充電速度可以迅猛起來,又快又準地達到需求值。即使在這一階段,華為超充也顯示了不同于傳統充電方案的特征來,那就是能夠抑制住過充的勢頭,順利達到充電中期。
充電中期是充電速度比較穩定的時間,這一時期需求穩定,華為超充在表現力上優于傳統方案的技術點是電流紋波的控制力度非常好。紋波電流除了會帶來電流幅值變化,而且因為紋波電流屬于交流成分,如果紋波成分過大,不僅會造成充電量的浪費,還會帶來電池被擊穿的可能性。如圖所示,華為超充的紋波可以控制在0.5%左右,遠遠低于傳統方案。
充電末期為華為留出來了更加充沛的技術表現空間。因為快充滿的時候,每個電荷都要努力尋找自己的安身立命之所,如果這個時候還按照原來的充電速度持續而穩定地灌入正電荷,就很容易產生過充的風險。
易立瓊點出了這一時間段華為超充技術的精妙之處:“到末期充電需求快速下降,充電電流可實現毫秒級相應。”就像倒水,如果一直快速加水,就會很容易溢出,華為超充可以在快達到杯口時,一點點加,就可以實現水滿而不溢出。華為超充利用其智能化優勢,在充電末期保證電荷點滴以入,精準計算,既不過沖,也不欠荷,完美匹配。
整個過程中,得益于華為在電力電子技術上的長期積累,在每一個充電時段都能實現精準響應,電流波動極小,不過充,所需即所得。
除了智能算法的優勢,華為還為超充設備獨立開辟了一條“高速公路”。易立瓊解釋說:“在涉及安全控制與保護時,可通過協處理器,結合電站級的傳輸協議(快速報文傳輸協議),為異常緊急等事件設立專用的快速通道,保障充電過程中的安全問題都能第一時間相應。”
在安全面前,毫秒必爭,電站級安全的快速通信協議,讓使用超充設備時多了一條安全通道。
不僅如此,華為優秀的漏電保護措施能夠做到等效于微安級的精準檢測,保障超充設備整個充電過程的安全。
硬件保護必不可少
除了運用智能算法來實現充電過程中的精準響應和匹配,華為還通過硬件對充電安全保駕護航。易立瓊介紹了華為全新設計開發的專用于超充的陶瓷直流接觸器。
使用電器時人們常常會發現短路故障多是發生在電器與電路連接的瞬間。接觸器首要安全要素就是能夠適應頻繁啟停,尤其是為了適應高電流、高電壓的超充設備,必須使用安全性更高的接觸器。
華為超充的陶瓷直流接觸器,相對比傳統的直流接觸器,不僅具備高穩定性,在極致的環境中保證產品不會因過高或過度氣溫,或者高壓環境而發生故障,還具備高可靠性,以保證超充產品能夠達到超過15年的壽命。
不僅如此,華為超充設備中所有大電流連接均采用特殊鍍層的全銅排連接,所有涉及大電流的控制開關耐受能力提升3倍以上,并增加了54個溫度傳感器,保障設備在15年甚至更長的生命周期里絕對可靠連接。
華為的超充安全保護不僅表現在主機上,液冷充電槍頭上還有額外的6個溫度傳感器,為充電安全再加一層保護。
在做足安全措施基礎之上,易立瓊說:“我們相較于傳統方案,大電流耐受能力、耐高溫能力、機械壽命、絕緣能力等都大幅度提升,還具備更強的大電流分斷能力、高電壓滅弧能力。”
細數起來,華為超充的大電流耐受能力是傳統方案的3倍,耐高溫能力和機械壽命都是傳統方案的5倍,絕緣能力為2倍。“針對高電壓、大電流,華為超充整個系統的絕緣設計的要求提升了一倍,充電輸出與弱電部分都按照雙重絕緣進行設計。”華為技術人員表示。
智能算法和超強硬件,就是華為超充為安全護航的兩把利器。就像視頻中比特所說:“雙劍合璧,續航無憂,華為超充帶來的安全感能讓人放一百個心。”
除了提供高質量超充產品,華為還著力構建高質量智能充電網絡。華為正攜手客戶、伙伴在被譽為自駕圣地、最美國道的318國道上陸續布局,建設多個超充站點,打造世界首條“318川藏超充走廊”。最快“一秒一公里”的充電速度大大化解了電動汽車出行者的里程焦慮,讓雪域高原進入“超充時代”。
不僅如此,華為全液冷超充場景也在全國31個省、200多個城市落地運行。
在今年2月發布的《2024年充電網絡產業十大趨勢白皮書》中,華為提出,預計到2028年,高壓超充車型的占比將超過60%。
超充,是時代所需;安全,是超充的必備,華為抓住了超充的高質量要義,正從快速充電、安全充電兩個技術方向迅速將充電產品技術質量抬升至next level。