芯耀
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最近，比亞迪發(fā)布了一項(xiàng)顛覆行業(yè)認(rèn)知的充電技術(shù)——兆瓦閃充，首次在量產(chǎn)車上實(shí)現(xiàn)“充電4分鐘，續(xù)航400公里”的補(bǔ)能效率。本文將從硬件設(shè)計(jì)創(chuàng)新、優(yōu)缺點(diǎn)分析、未來(lái)展望這3個(gè)維度來(lái)解析這一突破性的創(chuàng)新。
硬件設(shè)計(jì)創(chuàng)新
單槍電流受限于接口標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)標(biāo)上限600A），所以目前理論上有一個(gè)單槍充電的物理極限，但是比亞迪另辟蹊徑，采用雙直流充電槍并聯(lián)實(shí)現(xiàn)電流疊加，繞過(guò)單槍限制。那具體是如何實(shí)現(xiàn)雙槍兆瓦充電？這需要充電樁硬件與車輛端硬件的配合，兩者缺一不可。
比亞迪雙槍超充樁的核心模塊包括：功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，雙槍輸出模塊，智能控制系統(tǒng)以及通信模塊。
在功率系統(tǒng)中，整流級(jí)采用三相VIENNA整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電；濾波級(jí)采用LCL濾波器抑制高頻諧波；?DC/DC級(jí)采用LLC諧振變換器調(diào)節(jié)輸出電壓以適配不同的電池平臺(tái)。其中為提升能效，整流級(jí)和DC/DC級(jí)可能都涉及到關(guān)鍵器件SiC MOSFET，具備耐高溫、低導(dǎo)通損耗的特性。
在雙槍輸出模塊的設(shè)計(jì)中，采用獨(dú)立雙通道設(shè)計(jì)，每個(gè)充電槍對(duì)應(yīng)獨(dú)立DC/DC模塊，支持動(dòng)態(tài)功率分配。其中在雙槍均流控制中，通過(guò)FPGA的實(shí)時(shí)PID算法，減小雙槍充電電流偏差，避免因阻抗差異導(dǎo)致的功率損耗。另外超充的核心液冷槍線也不是傳統(tǒng)的線材，采用雙層不銹鋼液冷管+冷卻液組合，能有效降低發(fā)熱量，支持持續(xù)的大功率輸出。
在智能控制系統(tǒng)中，處理單元實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓、電流、溫度等參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電策略。其中核心的一環(huán)BMS協(xié)同，通過(guò)AI算法動(dòng)態(tài)平衡電池SOC（電量狀態(tài)）與溫控需求，支持-30℃至55℃全環(huán)境適配。
通信模塊一般支持CAN、以太網(wǎng)、4G/5G，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和OTA升級(jí)。
在車輛端的硬件上，物理接口布局采用雙充電接口實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。而電池則是比亞迪自家的閃充刀片電池，通過(guò)內(nèi)骨骼式CTB結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電池包與車身一體化設(shè)計(jì)，提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與散熱效率，通過(guò)高鎳低鈷正極+硅碳負(fù)極材料優(yōu)化，使電池內(nèi)阻降低50%，支持10C超高倍率充電。充電過(guò)程中電池的散熱尤為重要，閃充刀片電池采用雙面直冷板設(shè)計(jì)，換熱面積增加100%，結(jié)合冷媒相變技術(shù)，將電池溫度控制在25-35℃最佳區(qū)間。電池端采用梯度電極與超導(dǎo)電解液，縮短鋰離子傳輸路徑，配合智能BMS還能實(shí)現(xiàn)末端脈沖充電。
總的來(lái)說(shuō)，比亞迪兆瓦閃充是一種協(xié)同創(chuàng)新，通過(guò)雙槍高壓接口?（突破功率限制）與閃充刀片電池?（材料與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新）構(gòu)建了“油電同速”的硬件創(chuàng)新，其技術(shù)路徑兼顧性能與兼容性，為行業(yè)提供了一種可規(guī)?；瘡?fù)用的超快充解決方案。
優(yōu)缺點(diǎn)分析
先談優(yōu)勢(shì)：從成本效益來(lái)看，相比單槍方案（比如也是1000A方案），雙槍可以節(jié)省液冷槍線成本，并且比亞迪的雙槍兆瓦閃充復(fù)用現(xiàn)有國(guó)標(biāo)接口，也就是無(wú)需重新開(kāi)發(fā)新供應(yīng)鏈，節(jié)省成本；從安全性來(lái)講，雙槍電路設(shè)計(jì)有效降低單槍充電的大電流，降低了接觸器電弧風(fēng)險(xiǎn) ，在電池端也由于雙路徑輸入，減少局部過(guò)熱 ；在兼容性上考慮也十分周全，單槍模式與普通直流樁兼容，通過(guò)DC/DC也能自動(dòng)切換適配400V/800V平臺(tái)。
有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然挑戰(zhàn)也不小。從用戶體驗(yàn)角度來(lái)講，以前只要插一根充電槍，但是現(xiàn)在要手動(dòng)插拔兩根充電槍，再怎么說(shuō)也至少要增加30秒操作時(shí)間吧；此外，基礎(chǔ)設(shè)施是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，兆瓦級(jí)充電需1250kVA變壓器（普通快充樁僅300kVA） ；從技術(shù)上講，雙槍充電的均衡誤差導(dǎo)致應(yīng)該會(huì)有一丟丟的功率損耗 ；另外，低溫環(huán)境下的充電”永遠(yuǎn)“是電動(dòng)車的一個(gè)痛點(diǎn)。
未來(lái)展望
可以說(shuō)比亞迪兆瓦閃充打開(kāi)了電動(dòng)時(shí)代的一個(gè)潘多拉盒子，原來(lái)硬件還可以這么創(chuàng)新。那未來(lái)的超充技術(shù)勢(shì)必會(huì)更加給力，比如配合新型銅合金接口將單槍電流提升至800A甚至更高，那雙槍豈不是更高（那3槍，4槍要逆天了<開(kāi)玩笑>）；比如減少人工干預(yù)的全自動(dòng)充電機(jī)器人，這在人形機(jī)器人大行其道的今天這個(gè)設(shè)想應(yīng)該不太遠(yuǎn)；再比如等油車“末路” 了，將加油站轉(zhuǎn)型“光儲(chǔ)充一體站” ，建設(shè)光伏-儲(chǔ)能-超充微電網(wǎng)的全域超充生態(tài)。
總結(jié)
比亞迪兆瓦閃充的核心價(jià)值在于用工程智慧突破物理邊界——當(dāng)行業(yè)困于“高壓vs大電流”的零和博弈時(shí)，它通過(guò)雙槍并聯(lián)開(kāi)辟了第三條道路。這項(xiàng)技術(shù)不僅屬于實(shí)驗(yàn)室里的參數(shù)突破，更是讓普通消費(fèi)者觸手可及的普惠創(chuàng)新。隨著超充生態(tài)的完善，電動(dòng)車終將跨越補(bǔ)能鴻溝，真正成為燃油車的終結(jié)者。
