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车企超快充技术竞赛升温

作者:施芸芸 来源:中国汽车报 发布时间:2021-10-22 浏览:

随着电池及管理系统的持续进步,电动汽车续驶里程已经能够基本满足日常通勤需求,电动车市场也因此进入快速增长的新阶段。但没想到,随着电动车保有量的大幅提升,不少车主在今年“十一”长假期间再次面临充电速度慢导致用车不便的问题。作为解决这一痛点的手段之一,车企进一步推动快充技术布局,扩大快充站普及和推广范围。

不过,在这一态势逐渐显现的同时,快充技术仍然存在一些待解问题,例如怎样避免快充对电池的伤害?快充站是否需要大规模铺开建设,又适用哪些场景等。对此,中国电动汽车充电基础设施促进联盟技术和认证部主任刘锴日前在接受《中国汽车报》记者采访时表示,充电效率将成为下一阶段充电设施建设运营的重要考虑因素,但考虑到充电标准以及技术路径不明等因素,快充还需要综合平衡相关要素,渐进推广。

电动车排队充电

补能问题凸显

“十一”小长假,电动车充电难的问题冲上了热搜。有一位从广东深圳回湖南的电动车车主在网上自述,他在湖南耒阳服务区给电动车充电时,花费了5个多小时,原本只需8小时就能到家的路程,整整用了16个小时,这其中不少时间都花在了排队等待上。更让人糟心的是,因为害怕被插队,许多电动车车主只能全程守在车旁,连洗手间都不敢去,甚至有些地方还出现电动汽车车主争抢充电桩大打出手的情况。这并非个例,国家电网智慧车联网平台高速公路充电热力图显示,在国庆假期,共有409个充电站出现了排队情况,占全部高速公路站点的18%,与2020年国庆假期相比,数量增长60%,差不多每5个高速充电站就有一个在排队。

究其原因,主要还是充电桩数量相对不足。据统计,截至2021年9月,全国充电基础设施累计数量为222万台(根),同比增加56.8%。然而,充电基础设施的增长速度远远比不上国内电动车保有量的增加。公安部9月12日发布的最新统计数据显示,截至今年9月,国内纯电动汽车保有量达552万辆,车桩比约为2.5:1左右。如果剔除一些老旧、破损和长期处于闲置状态的充电桩,再加上“十一”长假期间不少电动车主选择自驾出游,对公共充电桩的需求激增,难免会出现充电桩不够用的现象。

除了充电设施数量不够之外,还有另一个造成车主排队充电的原因就是充电时间太长。1辆普通燃油汽车基本上可以在3分钟左右完成加油,但目前市面上的主流电动汽车如果需要充满电,几乎都需要花费超过1个小时的时间,即使是有些技术比较先进的电动车,电量从30%增加到80%至少需要30分钟左右,更别提有许多车主坚持要充到90%以上,但其实充电后期的涓流充电时间将会大大增加,自然无法达到快速补能的目的,也就进一步延长了后车排队充电的时间。

基于此,中国科学院院士欧阳明高在不久前电动汽车百人会组织的研讨会上提出,解决充电的后顾之忧,需要更大功率的快充技术,超级快充是大势所趋。

车企、电池企业

加码布局

除了能提高用户充电体验以外,快充桩还能通过缩短充电时间来提高充电桩的利用率,近年来得到车企、桩企以及电池企业的重视。

在产品方面,车企纷纷发布搭载快充技术的新产品或平台:日前,在2021东风汽车品牌秋季发布会上,岚图汽车发布了自研800V高电压平台及超级快充技术,同时宣布该技术已进入整车测试阶段,其有望成为最早量产800V高压超级快充技术的中国高端电动品牌。无独有偶,9月8日,比亚迪发布了e平台3.0,充电5分钟,最大行驶里程可达150公里;而更早些时候上市的广汽埃安AION V Plus也宣称首次搭载了AION超倍速电池技术,同时率先支持A480超级充电桩,未来可实现充电5分钟、行驶207公里的效果。

除了发布产品以外,车企还积极加速快充桩建设的步伐。今年4月,ARCFOX极狐品牌首个专属超充站在北京南三环路宋家庄石榴中心投入试运营,首座超充站配备12根超充桩,单桩最大充电功率180kW,据介绍,年底交付的极狐阿尔法S HI版可达到充电10分钟、最高续驶197公里的补能速度;今年8月,小鹏汽车宣布,首批11个高速超充站已在7月落成并上线运营,目前已实现京沪高速山东段、京港澳高速河南段贯通,每个站点布局两个小鹏车主专享的超充站,充电功率为180kW。后续小鹏超充还将陆续贯通京沪、京广、京港澳等高速路线;9月28日,极氪能源品牌“极能”旗下超充站开始运营,超长续航单电机WE版车型能达到充电5分钟,NEDC续驶增加120公里。

快充不具大规模推广条件

标准和技术仍存瓶颈

表面看来,快充是目前能够解决用户充电不便的“捷径”之一,但事实上,除了国庆假期等特殊时期,大部分电动车用户对快充的需求并没有那么迫切。业内专家指出,考虑到快充模式的使用场景一般多为运营车辆,私家车紧急补电可能仅占小部分,因此站在市场需求的角度来看,快充在未来很长一段时间依然仅作为充电应用场景的一个小分支,而不是主流趋势。因此,在高速公路、城乡公共充电场站的充电场景中应以快充为主,充电功率应结合车辆的实际应用需求设置,不要盲目贪多求快。

建设成本问题同样不容忽视。“为满足更多用户的充电需求,快充桩的数量必然将呈现增加的态势,但肯定需要考虑到经济效益。”一位充电桩运营企业负责人在接受媒体采访时坦言,一个180kW的快充桩市场价格平均为5万~7万元,再加上场地和电网等配套,费用不低,但除了国庆、五一之外,平时闲置居多。

光大证券曾经测算过60kW直流快充桩的回报周期,按照6万元的单桩成本计算,假设充电服务费收取0.6元/kW,单桩利用率为5%,即每天使用1.2小时,投资回收期需要3.8年。如果加上运维、土地和建设等其他成本,这个期限将被拉得更长。

另一个阻碍快充技术迅速普及的问题在于技术路线不统一,行业急需修订相关标准。据刘锴介绍,因2015版国标对实现更快的充电速度有限制,目前的快充技术主要采取两种实现路径:一是以车企为主导的,在2015版国标基础上进行升级,并能与2015版国标充电设施兼容;另一种则是由相关标准组织和部分充电设施运营商、制造商主导的超级充电系统,由于不能直接兼容现有的2015版标准,需要配备转接头。

“两种路线差异较大,同时还会给电动汽车用户带来较大影响,因此业内必须尽快确定以哪一种方案为基础,形成快速充电标准。”刘锴建议,由于存量和新增的大部分电动汽车仍将采用2015版国标快充标准,因此升级2015版国标或是更好选择。

第三,要想实现超级快充的快速发展,配套的电池技术也要跟进。刘锴告诉记者,由于大功率快充对动力电池的寿命和安全性有较大影响,需要电池材料、电芯结构、电池管理系统、充电策略等系统性优化,以防电池热失控风险及循环寿命快速衰减,因此实现大功率快充的难点在于如何一方面防止出现热失控采取更多保护措施,另一方面尽量减少由此导致的电池系统能量密度下降以及成本的上升。基于此,如何在大幅提升充电功率的同时,保证动力电池全生命使用周期的衰减符合有关要求,并将极大保障充电安全,成为目前动力电池企业和汽车企业都在开展技术研发和攻关的重要课题。

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关键字:充电桩

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