高壓快充，純電動汽車的“新軍備競賽”

呂江濤

在剛剛過去的國慶假期，很多選擇自駕出行的車主都遇到了高速公路長時間、大范圍擁堵的煩惱。而新能源汽車車主們的煩惱尤甚，除了堵車外，還要面臨在服務(wù)區(qū)充電時長時間排隊的尷尬，甚至出現(xiàn)“充電1小時，排隊4小時”的情況。

事實上，目前，以“新標(biāo)歐洲循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)”測試（NEDC），國內(nèi)主流純電動汽車?yán)m(xù)航里程都已經(jīng)達(dá)到600公里，與燃油車一箱油的續(xù)航里程基本相當(dāng)。而車主們的“里程焦慮”則主要來自由充電樁緊張和充電時間長造成的“充電焦慮”。

中國科學(xué)院院士歐陽明高認(rèn)為，要解決充電時間長的難題，需要更大功率的快充技術(shù)，超級快充是大勢所趨，行業(yè)需要推進(jìn)新能源汽車采用≥800V的更高電壓平臺。而車企們的行動更是迅速，今年以來已經(jīng)有很多車企發(fā)布了800V高壓快充的方案，充電5分鐘就可以增加200公里的續(xù)航，一場車企間的“新軍備競賽”正在超級快充這一賽道上悄然展開。

800V高壓平臺成主攻方向

通常來講，影響電池充電功率的因素主要有兩條，分別是電壓和電流。即充電功率=電壓×電流，電壓越高或者電流越大，功率就越高，高電壓和大電流成為提高充電功率的兩大技術(shù)路線。

然而，大電流直流充電具有比較明顯的缺點，僅可在電池剩余電量在10%～30%的條件下才能實現(xiàn)最大功率充電，線纜粗細(xì)也限制了大電流模式的上限，而且低壓帶來的電流過大、電阻散熱問題也必然會相應(yīng)地增加整車成本，降低產(chǎn)品競爭力。因此，市場上多數(shù)車企都選擇了基于高壓電氣架構(gòu)，來實現(xiàn)大功率充電。

9月26日，在2021東風(fēng)汽車品牌秋季發(fā)布會上，東風(fēng)汽車集團(tuán)旗下的嵐圖汽車就發(fā)布了其自研的800V高電壓平臺及超級快充技術(shù)，同時宣布該技術(shù)已進(jìn)入整車測試階段，其有望成為最早量產(chǎn)800V高壓超級快充技術(shù)的中國高端電動品牌。

嵐圖汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人對《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者表示，最新800V高壓超級快充技術(shù)是一套系統(tǒng)架構(gòu)，包括超級快充系統(tǒng)和電池及電驅(qū)總成，支持無線充電。能夠?qū)崿F(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航400公里。而對于消費(fèi)者最關(guān)心的安全問題，嵐圖汽車方面稱，800V高壓系統(tǒng)相比不穩(wěn)定的串并聯(lián)方案，整體更加可靠，在進(jìn)行超級快充時不會帶來電池過熱、不穩(wěn)定等安全隱患。

在嵐圖汽車之前，廣汽埃安在8月30日舉行線上發(fā)布會，正式對外發(fā)布了能夠?qū)崿F(xiàn)“充電5分鐘，續(xù)航200公里”的超倍速電池技術(shù)和全球充電功率最高的A480超充樁，其研發(fā)的高壓平臺最高工作電壓可達(dá)880V，最大充電功率達(dá)到了480kW。在當(dāng)天舉行的“全球最快充電速度世界紀(jì)錄挑戰(zhàn)”全網(wǎng)直播中，來自SPEED++車隊成功實現(xiàn)了“充電5分鐘，行駛207公里”的成績，并獲得了世界紀(jì)錄認(rèn)證機(jī)構(gòu)（WRCA）的權(quán)威認(rèn)證。

據(jù)《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者統(tǒng)計，今年以來，除了嵐圖汽車和廣汽埃安外，吉利汽車旗下的極氪、北汽旗下的極狐汽車、長安汽車和新能源汽車龍頭比亞迪也都發(fā)布過類似的技術(shù)。

而除了車企以外，充電樁企業(yè)、上游的電池企業(yè)和華為這樣的科技巨頭也都在研發(fā)高壓充電技術(shù)。

華為數(shù)字能源產(chǎn)品線智能電動領(lǐng)域副總裁彭鵬在近期舉辦的一個行業(yè)論壇上就指出，整車選擇高壓架構(gòu)是實現(xiàn)超級快充的必經(jīng)之路，800V左右的高壓在當(dāng)前可支撐實現(xiàn)2C快充。對于一輛搭載100kWh電量的電動汽車而言，在當(dāng)前400V電壓平臺、250A電流下，需要30分鐘才能充電30%～80%，而如果電壓提升到800V左右，15分鐘就可實現(xiàn)，達(dá)到4C的效率，基本上能滿足現(xiàn)階段消費(fèi)者的快充需求。未來，隨著電流提升到500A，800V高壓車型可輕松實現(xiàn)7.5分鐘充電30%～80%，真正達(dá)到像加油一樣的充電體驗。

充電設(shè)施也需要同步升級

所謂“好馬配好鞍”，高壓充電技術(shù)還需要匹配相應(yīng)的超充樁。在今年實現(xiàn)“充電5分鐘，行駛207公里”這一純電動車充電速度最快世界紀(jì)錄的廣汽埃安就是使用其專用的A480超充樁，而早在2019年就推出800V直流充電樁充電的保時捷Taycan，也需要在其專用充電樁上才能完成“充電4分鐘，續(xù)航100公里，15分鐘充電80%”。

然而，能夠滿足超級快充條件的充電樁卻少得可憐。即使是在此賽道布局最早的特斯拉，截至今年8月末在全國范圍內(nèi)建設(shè)的超級快充充電站也才不過920座，超級快充樁數(shù)量僅為7100多個，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。而且特斯拉V3超充的充電倍率最高也只能達(dá)到1.5C，與800V高壓快充技術(shù)6C的理想充電倍率還有著不小的差距。

而目前我國電動汽車的充電標(biāo)準(zhǔn)還在采用2015年的《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)》，主流快充模式主要基于400V電壓平臺。

為滿足自家品牌汽車的充電需求，很多車企都選擇了自建充電站，無論是寶馬、奧迪等豪華品牌，還是大眾等合資品牌，抑或是蔚來、小鵬、威馬等國產(chǎn)造車新勢力，在此領(lǐng)域都已經(jīng)展開了自己的布局，其中不乏支持高壓快充的充電樁。

對此，中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟信息部主任仝宗旗認(rèn)為，從2018年起就有不少企業(yè)布局超高壓充電樁業(yè)務(wù)，目前從終端來看，技術(shù)上不存在太大的問題，關(guān)鍵在于如何與車端匹配，做好安全性的保障。而且直流充電必須考慮到電網(wǎng)的配合，對電網(wǎng)負(fù)荷可能造成較大壓力。

據(jù)《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者了解，很多車企單獨建設(shè)的超級快充樁都是不會開放給其他品牌汽車使用的。而如果各個車企之間的高壓快充樁不能通用，即使車輛配備了800V快充技術(shù)，也仍然可能面臨“車等樁”的局面。

好消息是，國家電網(wǎng)作為快充樁運(yùn)營龍頭已經(jīng)有所行動。國家電網(wǎng)是國內(nèi)最大的充電樁公開招標(biāo)企業(yè)，其招標(biāo)需求對行業(yè)具有風(fēng)向標(biāo)意義。近年來，國家電網(wǎng)招標(biāo)的大功率充電樁數(shù)量呈現(xiàn)明顯上升趨勢。從電壓上看，目前國家電網(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。

此外，國家電網(wǎng)有限公司與日本CHAdeMO協(xié)議會（日本電動汽車快速充電器協(xié)會）分別發(fā)布的《電動汽車ChaoJi傳導(dǎo)充電技術(shù)白皮書》和?CHAdeMO3.0?標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著超級充電技術(shù)已經(jīng)邁入標(biāo)準(zhǔn)制定與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用新階段。兼容國內(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，充電時間可以大幅縮短到10分鐘以內(nèi)。

（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟(jì)周刊》2021年第19期）