最近在搜集國外 60-70kWh 這個區段車型面向大眾市場純電市場的充電數據,我發現有一個很有趣的現象。圍繞著是否投入高功率充電設施,通用汽車和現代起亞兩款相似的電池系統設計方面出現了不太一樣的設計趨勢(通用堅守 50kW,現代努力往 100kW 靠近)。兩家在升級電池系統的同時,主要是改進低溫加熱的策略,盡量使得車輛在冬季較低溫度下快充時間盡量合理。而幾個 2021 年推出豪華的電動汽車,都是直接往 CCS 400V 電壓等級下標準的 150kW 靠近。

 

01
快充功率隨高低溫的影響
兩臺車的差異

這兩款車,一個是在 2016 年底開賣,一個是在 2018 年開賣,本身電芯的 SOP 時間就差了不少,在采用相似的 LG CMA 結構設計下,呈現出不同的快充功率特性,在相似的溫度特性下,呈現出來的快充時間如下。 


1)Bolt EV:設計比較早,完全按照 Combo 之前的 50kW(充電電流 150A)設計,后期調高了一點,0-80%所需要的時間在常溫下為 79 分鐘,在低溫 -20 度的情況需要需要 292 分鐘,這個時候基本就不能叫快充了;高溫 40 度下的時間增長并不大,為 92 分鐘,但是會有一個降低的過程


2)Kona EV:2018 年推出的時候,100kW 的充電樁已經開始鋪設了,150-175kW 充電樁在主要銷售區域慢慢上量,設計規格采用 200A,算起來為 75kW,對應的 0-80%的時間為 54 分鐘,低溫 -20 度下也有很多的問題,時間增長為 120 分鐘,降額很厲害,高溫也有影響,時間漲為 64 分鐘

 

圖 1 兩款電動汽車的充電參數

 

由于兩款車的低溫充電的降功率特別明顯,后續 2020 款兩個車型都做了針對性的改進。


02
Bolt BEV 實測的溫度策略
低溫和高溫

從不同的實測數據下,Bolt EV 的充電功率真的是非常受氣溫的影響,如下圖所示,在 Charge point 和 不同車輛的實際測試下,在不同的條件下,降額到 20kW、30kW 和 40kW 是都有的。在超級低的溫度下 -20degC 和 -10degC 下,這個數據就更夸張了。備注:實際經過用戶的數據來看,在環境溫度為零下 -5 度的時候,充電功率限制在 10kW 左右,然后電池溫度升一些充電功率大一些,國外不少的充電樁不是按充電的 kwh 收錢,按照所占用的時間收錢,這個事情就比較麻煩了。

 

圖 2 Bolt EV 的充電曲線合集


如下圖所示,我們可以看到這個電池的問題,紅色是電池加熱的裝置,雖然已經很努力在開了,但是電池加熱又很慢,在較高溫度下電池的從 30kW 左右開始逐漸增加。如果溫度降到 0 度以下,這個加熱的時間會更長。而且這個電池冷卻,在電池溫度比較低就開啟了。

 

圖 3 夏季和冬季充電的定性比較


Bolt EV 的最大充電功率的最合適的溫度區間為 24-27°C,充電電流為 150A;當電池的溫度在快充下一直升高,溫度超過 34°C 以后,把充電電流將限制在 95A 以下,并且全力開啟散熱,這個散熱是持續的策略,Bolt EV 會在充電后期一直對電池進行散熱,直到把電池的溫度降低到 25 度為止。

 

圖 4 從 OBD 讀取的充電細致的數據

 

03
Bolt BEV 2020 款的升級
電芯的升級

在升級的版本中,通用汽車承諾在大冬天充電把直流充電速度提高 150%。在溫度通常較低的 -6 到 -1 攝氏度的溫和氣候中,新的 Bolt EV 直流快速充電速率可以從 30 kW 左右開始,整體的功率并沒有從 50 kW 上升太多(最高仍為 55kW),但是低溫下功率可以提升一些,在軟件策略方面很早就嘗試去加熱電池。

 

圖 5 快充的改進


在這個電池里面,從 LG 原有的 N2.1 系列終于改了化學體系,電芯的尺寸和原來的格完全相同,電芯的能量密度也提高了,改進增加了 6 kWh 能量,使 Bolt 的電池系統從 60 kWh 增加到 66 kWh。

 

圖 6 電芯變了但是沒大改

 

小結:通用目前還是把 Bolt 做過渡產品,在凱迪拉克的純電動出來以前,還是維持現有的規格不變,這么個弄法使得這款車在堅持 3 年以后沒有新的面貌,其實挺遺憾的。