【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】充電時(shí)間長(zhǎng)，是當(dāng)今新能源汽車的最大痛點(diǎn)，而超級(jí)快充，就成為解決這一痛點(diǎn)難點(diǎn)的主要方案之一。

　　自2011年國(guó)家推行新能源汽車在各城市推廣試點(diǎn)至今，新能源汽車在國(guó)家大力扶持下，已走過十個(gè)年頭。新能源汽車發(fā)展初始，由于技術(shù)不成熟，面臨著諸多如續(xù)航時(shí)間短，充電基礎(chǔ)設(shè)施少，電池價(jià)格高且存在安全風(fēng)險(xiǎn)，充電時(shí)間長(zhǎng)等難題。

　　里程焦慮式微 超級(jí)快充來了!

　　如今，400km已成為新能源汽車入門級(jí)續(xù)航標(biāo)準(zhǔn)，更有700-800km的方案，與傳統(tǒng)燃油車的里程并無區(qū)別，里程焦慮得以緩解。

　　中國(guó)電動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示，截止2021年6月，全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為194.7萬臺(tái)，同比增加47.3%，充電樁建設(shè)速度加快。隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的全面鋪設(shè)，充電樁隨處可見，新能源汽車充電便利性大大提高。

　　電池安全問題一直是行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)，近年來隨著電池生產(chǎn)管控水平的提升，大數(shù)據(jù)后臺(tái)的預(yù)警功能等，由電池引發(fā)的安全事故也逐漸可控。

　　然而，新能源汽車若要充滿電，往往需要1-2小時(shí)，對(duì)比燃油車3-5分鐘就能加滿油箱，在充電時(shí)間上新能源汽車存在明顯劣勢(shì)，制約了新能源汽車進(jìn)一步發(fā)展。這也導(dǎo)致充電時(shí)間長(zhǎng)，成為新能源汽車現(xiàn)階段最大痛點(diǎn)。時(shí)下，換電、超級(jí)快充，成為解決新能源汽車充電時(shí)長(zhǎng)過長(zhǎng)這一痛點(diǎn)難點(diǎn)的兩個(gè)主要方案。

　　換電or超級(jí)快充?哪種模式更勝一籌

　　記者采訪過程中，有受訪者表示更加看好換電這一模式。京泉華磁材開發(fā)工程師朱工表示，從目前超級(jí)快充所需充電時(shí)間與換電時(shí)間相比，換電時(shí)間更多，因此相對(duì)來說更加便捷一些。只是目前基礎(chǔ)充電設(shè)施與換電站普及程度還需進(jìn)一步提高。

　　巨灣技研充電事業(yè)高級(jí)總監(jiān)彭文科則指出，換電有其主要的應(yīng)用場(chǎng)景，比如說重型卡車，其電池特別多，還有多個(gè)接口，這種情況下?lián)Q電模式就更為便利。相比之下，超級(jí)快充的應(yīng)用場(chǎng)景則更為廣泛。

　　星星充電研究院經(jīng)理趙會(huì)則覺得超級(jí)快充更具有市場(chǎng)推廣性和發(fā)展前景。趙經(jīng)理表示，就像以前手機(jī)，也是通過換電池的方式來補(bǔ)充電量，但是現(xiàn)在基本采取充電器直接給手機(jī)充電的方式了。以此類比，超級(jí)快充就比換電這種續(xù)航方式更具發(fā)展前景。再者換電容易產(chǎn)生追責(zé)難題，發(fā)生故障時(shí)難以判斷是電池問題、換電站問題還是汽車其他系統(tǒng)的問題。此外，所謂換電也就是更換電池，意味著還需要給電池充電，新能源汽車數(shù)量增加，要匹配其充電需求就需要更多的替換電池，這將占據(jù)很大的存儲(chǔ)體積與存儲(chǔ)成本。

　　也有人表示，超級(jí)快充與換電各有其應(yīng)用場(chǎng)景，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在國(guó)軒高科動(dòng)力新能源宋工看來，如今新能源汽車?yán)m(xù)航里程300~400公里已經(jīng)能夠滿足消費(fèi)者的基本需求了，關(guān)鍵是要解決充電的方便性，以及電池的長(zhǎng)久性、安全性。其實(shí)從便利性的角度來看，超級(jí)快充和換電都能做到。使用超級(jí)快充，消費(fèi)者能自主選擇充多少電，換電則更吸引需要短時(shí)間內(nèi)就充滿電的消費(fèi)者。

　　雅瑪西總經(jīng)理助理周暉也提到：由于換電需要更換電池，一旦發(fā)生安全問題，難以判斷是電池或是汽車電能轉(zhuǎn)換問題，不利于消費(fèi)者進(jìn)行合理追責(zé)。不過現(xiàn)在續(xù)航方式有許多，有線充、無線充、超級(jí)快充、慢充，還有換電的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，也各有其應(yīng)用場(chǎng)景，給消費(fèi)者提供了更多的選擇。

　　何為超級(jí)快充?

　　那么，他們口中所說的超級(jí)快充是謂何物?顧名思義，就是對(duì)比市面上普通的充電樁，在充電速度上有質(zhì)的飛躍，從而達(dá)到充電時(shí)間大大縮短的效果。當(dāng)前，雖仍未有專門的標(biāo)準(zhǔn)定義超級(jí)快充，但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已初步擬定。

　　2020年6月，國(guó)家電網(wǎng)有限公司與日本CHAdeMO協(xié)議會(huì)分別發(fā)布《電動(dòng)汽車ChaoJi傳導(dǎo)充電技術(shù)白皮書》和 CHAdeMO3.0 標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著ChaoJi充電技術(shù)邁入標(biāo)準(zhǔn)制定與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用新階段。兼容國(guó)內(nèi)GB/T標(biāo)準(zhǔn)的版本有望于2021年發(fā)布。在新標(biāo)準(zhǔn)下，直流充電樁的最大電流可達(dá)600A，最高電壓達(dá)1500V，乘用車的充電功率提升到400kW，商用車的充電功率更是能增加到900kW，充電時(shí)間可以大幅縮短到10分鐘以內(nèi)。

　　今年，廣汽埃安宣布研發(fā)出全球首個(gè)6C超級(jí)快充技術(shù)，功率輸出不低于480kW，是市面上常見充電樁(60kW)的8倍，可實(shí)現(xiàn)8分鐘充滿80%電量。據(jù)悉，超級(jí)快充電池部分廣汽埃安采用了高孔隙涂覆陶瓷隔膜、新型低粘度高功率電解液、特有的軟碳/硬碳/石墨烯包覆改性技術(shù)等新型技術(shù)及材料，最終實(shí)現(xiàn)了在遷移速率、嵌入速度和導(dǎo)電能力上的全面提升，讓鋰離子遷移過程極大加速，從而大大提高了充電速度。彭文科也表示：超級(jí)快充的成功研發(fā)是基于材料、生產(chǎn)工藝、正極負(fù)極電解液等整體技術(shù)的突破，從而使超級(jí)快充電池體系實(shí)現(xiàn)全方位技術(shù)改進(jìn)，并非只有單一方向技術(shù)的突破。

　　多家樁企、車企、動(dòng)力電池企業(yè)跑步入場(chǎng)

　　實(shí)際上，除廣汽以外，幾乎所有車企的規(guī)劃中，都開始布局超級(jí)快充車型及相關(guān)技術(shù)研發(fā)。

　　2019年，保時(shí)捷推出的Taycan就能實(shí)現(xiàn)在800V直流充電樁充電的情況下，充電4分鐘，續(xù)航100公里，15分鐘充電80%，是早期布局超級(jí)快充車企的典型代表。

　　同年，小鵬汽車與特來電共建超級(jí)快充充電站，自建超級(jí)快充站體系。今年小鵬汽車還在高速路段建設(shè)了首批11個(gè)高速超級(jí)快充充電站，輸出功率達(dá)180kW，截止目前，已在全國(guó)各地上線298個(gè)超級(jí)快充充電站。

　　此外，還有吉利、長(zhǎng)安、奧迪、大眾、寶馬、PSA和現(xiàn)代等新能源車車企都已對(duì)外宣稱入局超級(jí)快充，實(shí)現(xiàn)幾百千瓦級(jí)的超級(jí)充電速度。

　　特斯拉的第三代超級(jí)快充樁是行業(yè)技術(shù)先鋒，最大充電功率在250kW，使用第三代超級(jí)快充樁，可實(shí)現(xiàn)5分鐘補(bǔ)充120km續(xù)航里程，部分車型在峰值功率的狀態(tài)下，15分鐘可獲得約250km續(xù)航里程。截至2021年8月，公開數(shù)據(jù)顯示，在全國(guó)范圍內(nèi)，特斯拉建設(shè)超過920座特斯拉超級(jí)快充充電站、7100多個(gè)超級(jí)快充樁，覆蓋全國(guó)超過330個(gè)城市。

　　充電樁企業(yè)中，特來電推出的300kW一體式直流雙槍充電單樁既可實(shí)現(xiàn)300kW雙槍快充，同時(shí)可以滿足150kW群充充電需求，輸出電壓最高可達(dá)750V;星星充電自主研發(fā)的500kW大功率液冷充電系統(tǒng)可讓車輛于10分鐘內(nèi)充滿電，能有效提高電樁轉(zhuǎn)換效率，并顯著降低電損;萬馬愛充旗下產(chǎn)品智慧充電樹V1和V2充電功率在240kW-480kW，直流輸出電壓高達(dá)750V。

　　動(dòng)力電池企業(yè)蜂巢能源今年在上海國(guó)際車展上首次對(duì)外發(fā)布了全新快充技術(shù)和對(duì)應(yīng)電芯，第二代4C快充電芯容量165Ah，僅需10分鐘就可實(shí)現(xiàn)SOC20%～80%，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400公里，預(yù)計(jì)2023年二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員介紹，這款超級(jí)快充的技術(shù)創(chuàng)新主要包括，正負(fù)極材料運(yùn)用了最新技術(shù)，并且電解液采用含硫添加劑/鋰鹽添加劑等低阻抗添加劑體系，降低正負(fù)極界面成膜阻抗。

　　領(lǐng)湃新能源蘇州研發(fā)中心開放日上，領(lǐng)湃新能源技術(shù)團(tuán)隊(duì)宣布通過特殊設(shè)計(jì)的離子快穿通道設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池4C充電，15分鐘充電5%～85%SOC。未來規(guī)劃動(dòng)力電池6C充電、充電時(shí)間少于10分鐘。

　　寧德時(shí)代同樣不甘落后，早早布局了超級(jí)快充技術(shù)，推出了自主研發(fā)的快充型電芯，充電速度提升一倍，可實(shí)現(xiàn)15分鐘充電80%。

　　超級(jí)快充時(shí)代 邁過800V這個(gè)坎

　　國(guó)家電網(wǎng)作為快充樁營(yíng)運(yùn)龍頭，同時(shí)是國(guó)內(nèi)最大的充電樁公開招標(biāo)企業(yè)，其招標(biāo)需求對(duì)行業(yè)具有風(fēng)向標(biāo)意義。近年，國(guó)家電網(wǎng)招標(biāo)的大功率充電樁數(shù)量呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。從電壓上看，目前國(guó)家電網(wǎng)招標(biāo)充電樁的充電模塊已可兼容 DC200V-750V，未來將主要開發(fā)750V 并提前研發(fā)950V的充電模塊。

　　中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在今年電動(dòng)汽車百人會(huì)組織的研討會(huì)上提到，要解決充電時(shí)間長(zhǎng)難題，需要更大功率的快充技術(shù)，超級(jí)快充是大勢(shì)所趨，行業(yè)需要推進(jìn)新能源汽車采用≥800V的更高電壓平臺(tái)。

　　目前主流快充模式主要基于400V電壓平臺(tái)，然而隨著用戶需求升級(jí)，當(dāng)前400V電壓平臺(tái)已不太能夠滿足用戶的需求。2019年，保時(shí)捷率先在全球推出800V高壓電氣架構(gòu)，旗下首款純電動(dòng)跑車Taycan采用800V直流快充系統(tǒng)并支持350kW大功率快充，成為800V高壓平臺(tái)吃下第一個(gè)螃蟹的企業(yè)。此后，不斷有企業(yè)開始對(duì)800V高壓平臺(tái)進(jìn)行研發(fā)布局。

　　近期，“800V”在新能源汽車行業(yè)頻頻出現(xiàn)，很大一部分原因就是充電時(shí)間長(zhǎng)的痛點(diǎn)爆發(fā)，倒逼超級(jí)快充樁技術(shù)發(fā)展，有越來越多的企業(yè)建立800V高壓平臺(tái)搭配超級(jí)快充，從而更好解決這一“頑疾”。

　　今年以來，華為推出首個(gè) AI 閃充全棧動(dòng)力域高壓平臺(tái)解決方案，2021 年落地的 FC1 閃充方案，充電 15分鐘 可實(shí)現(xiàn)30%-80%SOC;比亞迪發(fā)布e平臺(tái)3.0，搭載 800V 高壓閃充技術(shù);吉利發(fā)布極氪 001，搭載 800V 高電壓平臺(tái);長(zhǎng)城旗下蜂巢能源發(fā)布蜂速快充電池，其中第二代蜂速快充電池支持 800V 的高壓電氣架構(gòu)，充電倍率達(dá)到 4C。

　　電壓平臺(tái)的升高，也意味著電動(dòng)車諸多零部件需要開發(fā)設(shè)計(jì)。目前OBC、MCU、HVBAT可使用800V，400V原件(如HVAC高壓空調(diào)，HVPTC電熱器)的使用則需要額外增加一套800V到400V雙向變壓的直流DC-DC轉(zhuǎn)換器。

　　磁性元器件與電源面臨新挑戰(zhàn)

　　彭文科指出，如果要配合超級(jí)快充的需要，磁性元器件應(yīng)具有大功率、模塊化的特性。首先，磁性元器件單模塊的功率需要不斷快速向上突破，因?yàn)槌?jí)快充達(dá)到480kW時(shí)，不再需要使用低功率的磁性元器件，因此原本適用于普通充電樁的磁性元器件就無法滿足需求，這就需要重新選型，推出更高功率的磁性元器件。此外，功率的提升需要更多磁性元器件的疊加，為盡可能縮小體積，磁性元器件還需要往模塊化的方向發(fā)展。

　　為此，磁性元器件廠商雅瑪西周暉表示，高電壓高頻率大電流的超級(jí)快充，對(duì)磁性材料、磁性元器件提出更高的要求，技術(shù)難度也更高。超級(jí)快充的出現(xiàn)，需要更高性能的磁性元器件才能滿足其需求，這就要從磁性材料的研發(fā)來推動(dòng)?，F(xiàn)在我們已經(jīng)和蘭州大學(xué)進(jìn)行相關(guān)的新型磁性材料的研發(fā)合作，雖然目前還沒有具體應(yīng)用到產(chǎn)品上，也沒有推向市場(chǎng)，但預(yù)計(jì)未來一兩年就能推出。

　　電源廠商金升陽(yáng)管玉華則認(rèn)為，人與車接觸密切，因此對(duì)新能源汽車及相關(guān)用磁性元器件、電源等產(chǎn)品的安全性一直是客戶關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于電源來說，我們一直嚴(yán)格把關(guān)，設(shè)計(jì)成熟的電源產(chǎn)品方案，降低產(chǎn)品的不良率。同時(shí)，許多安全事故的發(fā)生是因?yàn)殡娫?、電池的散熱問題，超級(jí)快充高功率大電流亦給電源、電池帶來很大的工作壓力。作為電源廠商，我們也在努力提高電源的應(yīng)用環(huán)境溫度，降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

　　超級(jí)快充時(shí)代來臨，勢(shì)不可擋

　　雖然超級(jí)快充尚處于初步發(fā)展階段，仍面臨著諸如零部件替換升級(jí)、電源電池安全性難題、瞬間功率造成的電網(wǎng)沖擊、換電與其他充電方式替代等挑戰(zhàn)，但我們?nèi)詿o法阻擋其發(fā)展的步伐。充電時(shí)間長(zhǎng)痛點(diǎn)的存在，使得超級(jí)快充勢(shì)必會(huì)成為未來新能源汽車研究的重點(diǎn)方向與發(fā)展方向。

　　除了大多數(shù)充電樁企業(yè)、整車企業(yè)加強(qiáng)超級(jí)快充技術(shù)研發(fā)，建立超級(jí)快充樁、推出超級(jí)快充車型以外，超級(jí)快充時(shí)代來臨，還依賴于上下游產(chǎn)業(yè)鏈的通力合作。

　　磁性元器件知名企業(yè)雅瑪西正加速研發(fā)新型磁性材料，預(yù)計(jì)在未來一兩年推出可適用于超級(jí)快充領(lǐng)域的磁性材料、磁性元器件。

　　電池廠商國(guó)軒高科動(dòng)力新能源也通過選用安全的材料，比如盡量用磷酸鐵鋰電池，少用高能量密度的材料;電池盡量做扁平薄，以達(dá)到更好的導(dǎo)熱效果;增加極耳的數(shù)量，便于散熱等方式來解決超級(jí)快充電池安全問題。

　　在第三屆光儲(chǔ)充技術(shù)創(chuàng)新研討會(huì)上，永聯(lián)科技項(xiàng)目經(jīng)理陳小平表示推出適配于超級(jí)快充的40kW大功率充電模塊，銳速智能副總經(jīng)理覃見吉現(xiàn)場(chǎng)闡述了480kW大功率液冷超級(jí)快充產(chǎn)品應(yīng)用。

　　隨著標(biāo)準(zhǔn)的建立，超級(jí)快充技術(shù)的完善，充電基礎(chǔ)設(shè)備的全面鋪設(shè)，上下游企業(yè)的配合發(fā)展，超級(jí)快充即將書寫新能源汽車時(shí)代新篇章!

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