電動(dòng)汽車快充的發(fā)展如何

截至2019年7月，中國已經(jīng)建成了全球最大的公共充電網(wǎng)絡(luò)—— 一共計(jì)鋪設(shè)了44.66萬根充電樁，其中交流電樁25.95萬根，直流電樁18.65萬根。

以直流充電樁為例，實(shí)現(xiàn)“地區(qū)上萬”這樣規(guī)模的省份/直轄市就有近10個(gè)，如下圖所示。

直流充電樁布局上萬的省份/直轄市

同時(shí)，隨著補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)續(xù)航里程和動(dòng)力電池技術(shù)的突破，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程也在逐漸提高。截止到2019年7月國內(nèi)的汽車企業(yè)新能源乘用車的續(xù)航格局，已經(jīng)形成了分化。

2019年7月份新能源車產(chǎn)量及續(xù)航分層

2019年上半年還是續(xù)航400公里為主導(dǎo)，已經(jīng)有續(xù)航500公里的車型逐步進(jìn)入市場(chǎng)；原本續(xù)航300-400公里的車型，由于補(bǔ)貼退坡可能往更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的250-300公里續(xù)航這個(gè)區(qū)段去配置。

因此對(duì)于目前的電動(dòng)汽車而言，分層的結(jié)構(gòu)會(huì)形成兩類車——面向長(zhǎng)距離續(xù)航和面向經(jīng)濟(jì)實(shí)用的車型。前一類通過安裝60kWh以上的電池，基本上已經(jīng)解決了電動(dòng)汽車的里程焦慮。

與此同時(shí)，這類車型的充電反而變成了一個(gè)核心的技術(shù)問題，甚至成為中外新一輪技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)問題。在這方面快充功率的迭代和發(fā)展，是接下來電動(dòng)汽車差異化的重要分界點(diǎn)：

國內(nèi)電動(dòng)乘用車用的直流快充樁充電功率為60kW左右，實(shí)際充電時(shí)間10-80%在常溫下為40分鐘，在溫度比較低的時(shí)候普遍大于1小時(shí)，消費(fèi)者對(duì)于充電的時(shí)間需求是期望和加油一樣（10-20分鐘），而且目前消費(fèi)者目視能看到的快充功率補(bǔ)電的速度，可以直接對(duì)應(yīng)折算成每分鐘車輛增加了多少的里程，高功率的充電是直接有助于打消客戶的充電顧慮，增加車主對(duì)于這臺(tái)車特性的信心。

基于快充，國內(nèi)外車企和充電樁企業(yè)建立了Charin的組織，在電動(dòng)汽車快充的路徑上不斷去做標(biāo)準(zhǔn)，而寶馬、戴姆勒、福特、奧迪以及保時(shí)捷5家車企通過聯(lián)合投資將會(huì)打造一個(gè)350kW的快速充電網(wǎng)絡(luò)，特斯拉進(jìn)一步升級(jí)它的Supercharger，在第三代的充電功率往250kW來設(shè)計(jì)。

從充電接口標(biāo)準(zhǔn)來看，中國在演化路徑上GB/T的充電接口標(biāo)準(zhǔn)（原有GB/T 20234.3-2015中規(guī)定額定電流最大為250A），在電壓、電流兩項(xiàng)指標(biāo)上，都通過一個(gè)系統(tǒng)性的升級(jí)來切換到面向高功率設(shè)計(jì)。

連接接口：目前的充電連接接口標(biāo)準(zhǔn)往前推進(jìn)是有一些阻力的，特別是由于接口與原有的不一樣設(shè)計(jì)思路，使得需要有完善的充電接口兼容設(shè)備（充電轉(zhuǎn)換接口）才能達(dá)到很好的新老交替，目前在這個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)時(shí)機(jī)是非常關(guān)鍵的。

對(duì)車輛和動(dòng)力電池的要求：車輛層面，在400V和800V條件下能達(dá)到的兩個(gè)不同的充電功率，需要車企對(duì)各高壓零部件的絕緣、耐壓等級(jí)，銅排的載流、耐高溫能力設(shè)計(jì)等進(jìn)行調(diào)整。

對(duì)于電芯來說充電倍率要求3C和4C，整個(gè)電芯層面的設(shè)計(jì)取向需要從成本降低的角度考慮，這方面的需求相對(duì)比較窄。

而且對(duì)于電池系統(tǒng)里面的電氣設(shè)計(jì)和電池?zé)峁芾矶继岢隽艘蟆诟吖β士斐錀l件下需要冷卻的部件會(huì)增加，包括充電接口和充電線纜，甚至是電池系統(tǒng)內(nèi)的電連接散熱都需要進(jìn)一步考慮，此外電池系統(tǒng)的低溫加熱也有新的要求。

充電功率的電壓平臺(tái)選擇

對(duì)電網(wǎng)和充電樁的要求：大功率充電站是根據(jù)用戶充電時(shí)間與地點(diǎn)的選擇，更大程度上取決于行駛的需要，呈現(xiàn)出離散的特點(diǎn)，也會(huì)對(duì)功率負(fù)荷要求呈現(xiàn)較為明顯的隨機(jī)性、間歇性特點(diǎn)。

特別是可能在極端需求下，如在夏季電力供應(yīng)緊張時(shí)期，在區(qū)域特性上出現(xiàn)局部過負(fù)荷問題，這對(duì)于建超級(jí)快充樁和相應(yīng)的快充站，影響是最為直接的。

相對(duì)而言從充電樁來看，倒是小問題了。大功率直流充電需要從電壓和電流兩個(gè)方面來提升。

電壓首先要覆蓋更寬的范圍，從250-1000V的寬電壓考慮，功率元器件的耐壓、絕緣等方面，都需要在原有的設(shè)計(jì)上調(diào)整；電流需要從250A提升到500A，大部分的電氣連接需要采取冷卻措施。

更重要的是整個(gè)安全和溫度的管理，由于這個(gè)功率對(duì)于充電過程中任何電連接點(diǎn)的溫度都需要不超120℃。

2018年和2019年7月的分省份充電熱力圖

充電基礎(chǔ)設(shè)施從2012年開始從政策層面支持，目前中國的政策體系已漸趨完善，涵蓋規(guī)劃、建設(shè)運(yùn)營獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼、充電電價(jià)電費(fèi)、土地等多個(gè)環(huán)節(jié)。2019年把地補(bǔ)取消以后，陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)強(qiáng)有力的政策扶持充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展。

高功率充電，目前來看是從60kW往80kW、120kW和150kW這樣的功率等級(jí)逐步前行的，2-3年內(nèi)由于沒有直接的訴求，在中國還會(huì)是一個(gè)瓶頸，想要突破這個(gè)瓶頸，是從新的充電接口標(biāo)準(zhǔn)頒布，到現(xiàn)有的充電設(shè)施逐步改造，然后形成整體的充電設(shè)施收益率改進(jìn)逐步完成的。這種更迭可能是個(gè)逐步加速的過程，特別是新的電動(dòng)汽車平臺(tái)都是以原有充電功率翻倍的需求來設(shè)計(jì)的。