11月14日,隨著一輛粉色車身的嵐圖知音新能源汽車緩緩駛出生產線,大屏幕浮現出“10000000輛”等字樣。當天,2024年中國新能源汽車1000萬輛達成活動在湖北武漢舉行。
這是中國新能源汽車年產量首次突破1000萬輛,刷新了全球新能源車年產量新紀錄。中國汽車工業協會的數據顯示,今年8月,新能源汽車國內銷量首次超過燃油車,8—10月,國內市場新能源汽車占比連續三個月超過50%。
伴隨著我國新能源汽車一路高歌猛進,新能源汽車充電補能技術也按下了“快進鍵”。2024年,被譽為中國超充發展的元年。超充技術,最快可實現“充電一秒跑一公里”,有效緩解了長期困擾新能源汽車產業的“里程焦慮”。
圖片來源:嵐圖汽車
超充元年已來,充電能和加油一樣快嗎?
“一杯咖啡,滿電出發”
“電量從13%到81.5%,充電只需12分鐘,充電效率是特斯拉Model Y的4倍?!睄箞D汽車首席執行官(CEO)盧放現身說法。今年,他駕駛最新款嵐圖知音,從武漢到杭州,跑了800多公里,全程高速,開著空調,只在服務區充了一次電。
“很多用戶對純電車心存顧慮,現在有了超充技術,就不需要為充電焦慮了?!北R放說。
新能源車充電技術經歷了幾次更新迭代。最初,新能源車充電電壓是220伏,車主在家接個插線板就可以直接給車充電。隨后,有了“慢充”,交流電充電樁不能直接給車充電,要通過車載充電機將交流電轉換成直流電后,才給車充電。由于車載充電機不能做太大,功率也不大,大概需要7個小時才能充滿電。后來的“快充”也叫直流快充。充電樁把電網的交流電轉化成直流電,輸送給電動汽車,可以在1個小時內給車充電至80%。相比慢充的220伏輸出電壓和7千瓦充電功率,快充輸出電壓和充電功率分別躍升至380伏和60千瓦。
超充,是更厲害的快充,使用功率更大的直流電,可在10分鐘內將電量由20%充至80%,相當于55度電或320公里的續航。根據業內定義,超充的單槍充電功率不小于350千瓦,最大輸出電壓不小于1000伏,持續充電電流不小于400安培。
普通的快充電車,在超充樁也可以充電。因為二者的接口標準是一樣的。只不過超充樁會自動識別,按快充的模式給快充車充電。
“超充樁所用技術,與快充樁頗為不同?!北本├砉ご髮W電動車輛國家工程研究中心專家寧述勇說,由于超充散熱要求更高,得采用液冷系統,包括散熱器、冷卻液、泵和管道網絡——在電纜和充電槍之間設置專門的液體循環通道,通道內加入冷卻液(乙二醇水溶液或油),高效帶走充電線纜上的熱量,讓更細的充電線可加載更大的電流。由于使用液冷技術,超充槍的線更細、更輕,力氣小的車主也能一手提起。
當然,液冷技術門檻也更高?!昂细竦睦鋮s液有一定的防腐蝕、除銹的作用。反之,如果冷卻液工藝不過關,則會造成液冷板腐蝕、堵塞,甚至損害水泵?!睂幨鲇抡f,液冷技術除了對冷卻液質量要求高,防止液體泄漏也是一大難題。比如,充電槍使用環境復雜,拖拽頻繁,時常跌落、被碾壓,因此對連接位置的密封性要求更高。
此外,充電槍工作時,通過端子的電壓較高、電流較大,端子位置會產生更大熱量,外殼材料常選用導熱塑料來加快散熱。為固定端子和連接導線,保證槍頭的防塵、防水性能,部分槍頭會填充高導熱系數的灌封膠。
據推算,液冷充電槍成本約占整個充電樁的21%,成為成本僅次于充電模塊的組件。
與主流新能源車電氣架構系統的400伏平臺不同,超充電池系統大多匹配800伏高壓平臺。相比大電流,高電壓方案可減少發熱,而且占用空間少,更受廠商青睞。但為了匹配高壓平臺,車企需要升級電氣架構系統,將半導體器件由硅基的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)迭代為造價更高的碳化硅材料。
據國泰君安證券研報測算,400伏平臺升級為800伏高壓平臺,將合計增加整車成本超4000元。不過,隨著規?;娘@現,這個成本差額預計會降低。
尚未打通“最后一公里”
新能源乘用車市場中,800伏高壓車型的數量和銷量正在逐年增長,市場滲透率也在穩步上升。800伏高壓車型數量從2022年的13款增至2023年的37款,2024年前5個月更增至48款;800伏高壓車型滲透率從2022年的2.5%,上升至2024年1—5月份的7.7%;800伏高壓車型2022年售出12.9萬輛,2023年達到32.1萬輛,2024年前5個月的銷量已達到24.6萬輛。
“汽車具備800伏這個接口,就有超充功能。許多車企把超充功能打造成亮點?!北狈焦I大學汽車產業創新研究中心研究員張翔告訴科技日報記者,800伏高壓充電系統已廣泛應用于吉利汽車、一汽紅旗、上汽通用、小米汽車、理想汽車等品牌20萬元以上車型。而且得益于成本降低與規?;a,北汽新能源、比亞迪汽車、嵐圖汽車中20萬元以下的車型也搭載了800伏高壓充電系統。
圖片來源:嵐圖汽車
隨著越來越多的超充車型問世,超充樁匹配不足的問題則浮出水面。張翔把這一矛盾比喻為“先有雞還是先有蛋”——充電樁運營商擔心超充車型數量少,建超充樁是賠本賺吆喝;消費者則擔心超充樁數量少,花錢買車之后用不上超充樁。
“一方面,目前超充站建設成本比較高,大約是快充站的5倍、慢充站的10倍。另一方面,超充對電網的電流、功率都有很高的要求;如果電力容量不夠,就無法建網點?!睆埾枵f。
此外,超充站面臨成本高、盈利難的問題。張翔說,就現階段而言,超充站建起來利用率不高,市面上帶有800伏接口的新能源車數量少,電站需要很長時間才能盈利。據專業人士測算,超充車輛占比達到15%以上時,超充設備才有盈利空間,按照目前的發展速度,預計需要3到4年時間。
也正是因為成本和利用率的原因,在高速公路上配備超充樁更難。目前高速上往來車輛還是以燃油車居多,只有節假日的時候,才出現新能源車扎堆充電的情況?!皠e說建超充樁,就現在運營的這些快充電樁,幾乎都是不盈利的。這意味著,跑長途時想實現充電像加油一樣快,還有很長一段路要走?!睆埾枵f。
超充樁的這筆經濟賬,也影響了消費者購車的積極性。由于超充樁初期建設和運維費用較高,充電費就比較高?!拔议L期用超充,充200元電在市區能跑400公里左右,這個成本其實比燃油車沒便宜多少?!北本┮晃恍履茉窜囍鞅硎?。
“成本是影響消費者選擇的重要因素?!睆埾枵J為,“用較高花費換取寶貴時間,目前超充的商業模式還處于初級階段,需要一個培養用戶、打造環境的過程?!?/p>
高德地圖超充站檢索數據顯示,我國超充站已達7700余座。超充產業鏈上,上游的充電設備制造商有科士達、盛弘電氣、特銳德等;中游的建設和運營商主要有星星充電、特來電、國家電網、南方電網等。按超充站屬性,則可分為以中石化、中石油、國家電網構成的國企超充站;以星星充電、特來電等構成的第三方超充站;以蔚來、小鵬、理想等構成的車企自營超充站。
“隨著大家對充電效率要求越來越高,以及超充樁普及后使用成本的下降,超充樁一定是未來發展趨勢?!睆埾枵f。
各顯神通織密超充網絡
萬事俱備,只欠東風。廣大新能源車主充電何時能像加油一樣便捷?
今年6月,交通運輸部等部門印發《交通運輸大規模設備更新行動方案》,提出科學布局、適度超前建設公路沿線新能源車輛配套基礎設施,探索超充站、換電站、加氫站等建設。
政策的出臺將助力超充站建設。業界普遍認為,超充樁發展初期還是需要政府的資助和支持。
“針對經營初期超充樁利用率不高的情況,可以通過補貼的方式,比如按功率、電量給予補貼,或者規定補貼年限,讓運營商盡快回本?!痹趶埾杩磥?,可以通過出臺相關政策等方式,例如要求新建樓盤停車場、商場按比例配置超充樁,來支持超充技術的普及。
當前,多地積極采取措施支持超充站建設。目前,廣東省超充站數量已超千座。這其中,深圳市可謂沖鋒在前。2023年6月,深圳市政府啟動建設“超充之城”。如今,一個個紫色外觀的超充站在深圳街頭投入運營。截至今年10月,深圳累計建成超充站671座,超充站、充電槍數量超過加油站、加油槍數量。深圳今年底計劃建成1000座超充站,形成“600米充電圈”。
深圳還基于全市域級、全自主可控、精細建模的統一時空信息平臺,打造“電力充儲放一張網”,讓原本零星分散的充電樁、儲能站、光伏站等電力充儲放資源,以數字孿生、全景可控的形式接入“一張網”中,為新能源車主提供“一鍵找樁、一鍵充電”等公益性服務,可消除因不同運營商App端口不一,用戶需要反復注冊和充值的煩惱。
有深圳車主表示,依靠超充,自己半個多月才補一次電,僅需20分鐘,續航近500公里,可滿足上下班通勤和周末周邊游的需求。充電樁過去1小時只能充1輛車,現在可以充3輛,大幅提升了充電站的運營能力,降低了充電站對車位數量、土地空間的需求,達到了“以時間換空間”的目的。
在北京,留心觀察的話也不難發現,商場地下停車場、超市前地面停車場等場地新裝了各式各樣的超充樁。北京市發改委等部門發布的《本市加快推進新能源汽車超級充電站建設實施方案》提出,北京將利用公共停車場、交通樞紐、閑置土地,以及居民小區周邊綠地小規模硬化地面,加快推進超充站建設。2025年底,北京將建成1000座超充站。
該方案還明確,支持市屬國企利用公交場站、現有加油站、環衛站、熱力站建設超充站,積極探索利用橋下空間建設超充站;探索利用現有加油站建設立體超充站,鼓勵已建充電站升級改造為超充站。
今年8月,國家電網在北京建設的首批超充站正式投入運營。這些超充站通過對充電樁進行動態功率分配,可自動匹配車端需求功率,使電力資源利用率更高。
國內各新能源車企也在積極建設自己的超充網絡。截至目前,蔚來共建有超充站2279座,小鵬有354座,理想有444座,極氪456座。
嵐圖汽車不久前建成的智慧超充站,不僅配套了自動充電機器人,還配備了全球首個兆瓦級品牌超充樁,最快能實現每秒充電續航1.7公里。嵐圖汽車計劃,2025年底在全國建成200座超充站,到2026年在全國聯合部署1000座超充站、超過10000個超充樁。
與此同時,中國超充技術也正走向海外。今年3月,首座液冷超充站點在土耳其正式上線。該站點配置一臺華為600千瓦液冷超充主機,能同時滿足4輛車的快速充電需求。
(責任編輯:蔡文斌)