“2023年成为EV超充启动的元年,2024年也将被视为快充标准落地元年。”欣旺达动力研发副总裁李阳在2024中国电动汽车百人会上提出这一重要观点。他还预测,超充车的市占率将从2023年的3%提升至2030年的52.5%。而今年3月,宁德时代董事长曾毓群在接受采访时表示,宁德时代与特斯拉在合作开发充电速度更快的电池。双方正共同研究新型电化学结构等电池技术,旨在加快充电速度。
近年来,越来越多企业加大对超快充技术的投入研发,这一领域热度持续攀升。在全球汽车产业电动化转型、国家大力推动新能源汽车发展的背景下,中国新能源汽车得到快速发展,产销规模已连续多年稳居全球第一,但里程焦虑、续航焦虑等问题仍然困扰着广大消费者。消费者对快速充电的需求日益迫切,超快充技术则成为解决新能源车补能焦虑的关键一环。
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业界对于超快充尚无统一标准和定义,2018年,美国能源部最早对超快充进行了定义,当时对极速充电(eXtreme-Fast-Charging,XFC)的定义是,0-80%充电用时在10分钟以内,对应的充入电量达到55度电或者320公里续航,折算后,充电桩功率不低于400kW。在北京市发布
《2023年北京市电动汽车充换电设施建设运营奖励实施细则》
中,明确超充桩指充电枪最大输出功率为360千瓦及以上、充电主机和终端分体式设计的全液冷充电桩。在深圳市发布《电动汽车超级充电设备分级评价规范》中,明确超级充电设备单枪额定功率不低于480kW。业界虽无统一标准,但超快充最大特点是充电功率更高、时间更短。
部分超充功率表述
充电功率与充电电流和系统电压相关,由于电流增大会提高对电池本身热管理的要求,而整车所能承受的最大电流有限,因此大部分车企采用的是增大充电电压从而提高充电速度的方案,800V高压超充平台成为当前新能源车企主流技术方向。
想要实现超充,除了高压平台外,新能源汽车还需要搭载4C充电倍率以上的电池。C可称作“充电倍率”,nC代表一小时充电时间能够充满n倍电池总电量,倍率值n越大充满电的时间越短。1C指的是,如果电池容量是100Ah,充电电流100A,就是1C充电倍率。100Ah的电池,若能一直以1C充电,理论上可以1小时充满。4C指的是电池在四分之一个小时(15分钟)内充满。
随着技术不断突破和多应用场景落地,800V搭载4C以上电池的超快充技术有可能成为未来一段时间内电动汽车发展的主流趋势。
自2019年保时捷发布了全球第一款搭载800V高压平台的量产车型Taycan后,随着高压快充产业链逐步成熟,车企布局超快充技术的脚步在不断加快,800V高压车型不断涌现。
据媒体媒体报道,在2023年11月的广州车展,近35家车企共推出了50多款支持800V高压平台的车型亮相。理想MEGA、极氪007、智界S7、小鹏X9、极氪001 FR、问界M9、合创V09、阿维塔12、路特斯Emeya、奇瑞星途星纪元ES、昊铂HT等800V车型先后发布,且多款车型搭载4C充电倍率以上电池。
部分800V高压平台搭载4C以上电池车型
实际上,上述并非最早一批高压快充车型。早在2021年,小鹏发布国内首款800V高压平台车型小鹏G9,部分车型提供了4C超快充电池包的选配包(24款为全系选配);2023年6月上市的小鹏G6标配全域800V高压SiC平台,标配3C电芯兼容4C电芯。2022年7月,搭载800V高压快充平台的极狐阿尔法S HI版量产车交付。
2023年6月理想召开的首届理想家庭科技日活动上,理想宣布,通过自研800V高压纯电平台和5C电池,可以实现充电9分30秒,续航400公里。为此,理想与宁德时代还签署了《全面战略协议》,根据协议内容,理想首款纯电车型将成为全球首款搭载4C麒麟电池的车型。
截止目前,上汽、广汽、北汽、一汽、奇瑞、吉利、长安、比亚迪、长城、蔚来、小鹏、理想、小米等国内主流车企,以及老牌外资保时捷、奔驰、宝马、奥迪均已推出或计划推出800V高压车型,随着电池技术的提升,相信不久将一一搭载4C充电倍率以上电池,实现更高效的充电效率。
对于超快充技术生态来说,随着新能源汽车800V高压快充车型的密集发布,产业链逐步成熟,800V高压快充与4C电池更快速普及、放量,这将成为车企2024年竞逐的新战场。
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超快充技术的实现还需要电池有相应的充放电倍率,需要主流电池企业的推行匹配。电池技术是实现超快充至关重要的突破口,也成为了动力电池企业参与未来市场竞争的核心竞争力,以头部电池企业为代表的角逐已然开启。
2023年6月,宁德时代发布CTP 3.0三元麒麟电池,支持4C超快充;8月再发布4C磷酸铁锂神行超充电池,宣布能实现“充电10分钟,续航400公里”的补能速度。
在市场需求和技术工程的双轮驱动下,欣旺达在2022年前瞻布局超快充技术,于2023年着力打造并发布了长续航、超快充、极速补能、安全耐久、高保值的闪充电池。采用4C NCM超级快充,支持电动汽车轻松续航1000公里,10分钟充至80% SOC。此外,欣旺达在机构调研中表示,超级快充4C三元电池产品已经在2023年第一季度实现量产,公司已开发完成4C磷酸铁锂电池,后续将召开产品发布会,与行业内先进水平进度基本一致。
除此之外,中创新航、亿纬锂能、蜂巢能源、巨湾等动力电池企业也均已在超快充技术领域展开布局,并积极推进动力电池从1C、2C向4C以上充放电倍率发展。
企业争相布局下,动力电池市场竞赛再次打响。随着动力电池企业配套电池的量产和交付,动力电池行业将快速向超快充时代迈进。
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除车企端、电池端外,充电网络端加强超快充能力亦是重点。
2023年10月,华为全液冷超充站在川藏南线及理塘、亚丁公路沿线多地正式上线。华为全液冷超充桩最大充电功率达到600千瓦,最大电流600安培,并且能在200-1000伏充电范围匹配所有车型。在2024中国电动汽车百人会论坛上,华为董事、华为数字能源总裁侯金龙宣布,华为数字能源计划在未来一年内与伙伴共同部署超过10万根超快充充电桩,并已完成2万根超快充充电桩的投入运营。此外,特来电和星星充电等运营商也正在积极推动超级快充站的建设。
各个车企也纷纷开启庞大的超充站建设计划。小鹏计划在 2026 年实现布局10000座自营充电站和4500座S4液冷超快充站。根据小鹏官方此前声明,将在 2025 年底之前建成 3000 座超快充站,在2027年底之前建成5000座超快充站。2023年4月,广汽埃安宣布自建场站将全部匹配1000V快充,支持120-480kW自适应功率输出和充电功率智能动态分配。2023年5月,理想汽车6座4C超级充电站正式上线,预计2025年超过3000座。2024年4月1日,昊铂品牌宣布,北京、上海、杭州、苏州、广州等9座城市11座超级充换电站同时上线,至此,昊铂自建超级充换电站数量突破1200座。随着越来越多车企、运营商等加大超充站建设,充电网络将愈发完善。
回顾行业发展,随着多款超快充电池、800V高压车型的推出以及超充站的建设,推进超快充技术普及已成为全产业链共识。可以预见,2024年将是超快充技术规模化发展的关键之年。