純電動汽車讓用戶最焦慮的除了續航、安全外,還有就是充電慢,所以很多人選擇了插電混動和增程式車型。為了解決這一痛點,新能源車企已經将純電動汽車補能像燃油車一樣便捷作為終極目标,徹底消除用戶對純電動汽車充電慢的焦慮。
前幾天,小鵬汽車發布了S4超級快充樁,配合800V高壓平台的峰值功率能夠達到480kW,可以實現充電5分鐘,續航增加210km(CLTC工況)的成績,該技術的推出就是為了解決純電動汽車充電慢的問題,讓用戶減少等待焦慮。
除了小鵬,還有比亞迪、北汽極狐、極氪、埃安都官宣了800V高壓技術,而蔚來和理想的下一代純電動車也将采用800V高壓純電平台,再加上備受關注的換電技術,一場關于新能源車企“補能”角逐已經激烈展開。
布局800V高壓快充解決充電等待焦慮
根據中汽協最新數據顯示,2022年1-7月新能源汽車銷量為319.4萬輛,同比去年增長1.2倍,市場占有率達到22.1%。不過,新能源汽車想要占領更多的市場份額,還要突破不少用戶痛點,其中之一就是快捷補能。
我們可以看到,雖然新能源汽車的市場滲透率在不斷上升,但配套充電基礎設施數量的增長追不上電動汽車的增長速度。數據顯示,2020年新能源汽車和充電樁的比例為2.93:1,到了2021年,這一比例為3:1,差不多是1台充電樁配套3輛車,這也導緻在不少城市,排隊充電依然是很常見的現象。
車樁比太低,這是一個在短期内很難解決的問題,所以前面理想汽車CEO才有足夠的底氣回答對增程技術的質疑,他表示往後5年,增程式依然是新能源汽車最佳解決方案。
既然充電配套設施數量跟不上,就隻能靠壓縮充電時間來解決。目前新能源汽車在電池技術上的突破主要分為兩種路線,一是長續航,二是高壓快充技術。
因為受限于矽基IGBT功率元器件的耐壓能力,現有電動汽車充電系統普遍采用400V電壓,如果想要進一步縮短充電時間,就需要提高電壓平台,所以我們看到越來越多的車企開始推800V高壓快充技術。
從物理學角度來看,想要實現充電加速,就要提高充電功率,而提高充電功率要麼選擇提高電壓,要麼提高電流。如果選擇提高電流,就需要更粗的輸電導線,在傳輸中發熱産生的損耗也就越高,顯然不是最理想的選擇。
所以,選擇提高電壓成為最優選項,将電壓平台從400V提升到800V甚至更高的水平,來實現高壓系統的擴容,實現350KW以上的快充。當電流不變,充電功率就會随着系統電壓翻倍,充電時間大大縮短,這也是800V高壓超充提升充電效率的原理。
而在充電功率相同的情況,800V高壓超充架構下的高壓線束更小,成本相應降低,電能損耗也會相應減少,熱管理的難度相對也低一些,整體電池成本更優。
所以,800V高壓超充解決了兩大痛點,一是讓充電性能大幅提升,壓縮電池充電的速度;二是在同等的電量水平下,使得系統的運行效率更高,從而增加續駛裡程。
以保時捷Taycan采用的800V高壓技術為例,該系統的主體是高壓電池包,另外還集成了高壓線束、高壓加熱器、電源轉換器,以及高壓增壓器等一系列組件。該系統可以直接給驅動系統提供800V電壓,比400V主流電壓具有更低的電流促成高功率的輸出,而低電流将減少發熱的産生,同時也讓Taycan得以使用更細的高壓電線,達到輕量化的效果。
另外,這套800V高壓電氣系統讓車輛在充電方面也具有優勢,在直流電快充模式下,隻需5分鐘就能增加100公裡,使用270kW快充接口,僅需22.5分鐘就可使Taycan的電池從5%充至80%。雖然這個功率并不算很大,但在2019年已經算是充電功率的天花闆了,當時特斯拉的V3充電樁也隻是剛剛亮相。
看到這個發展趨勢,車企們也在800V高壓充電方面展開布局,2022年被稱為800V高壓充電技術的落地元年,不隻是小鵬,比亞迪、長城、蔚來、阿維塔等都在加快布局。
其中,小鵬汽車最近上線了第1000座自營充電站,這也是全國範圍内首個裝備最新一代超快充S4的場站。而即将在上市的小鵬G9将成為國内首款基于800V高壓碳化矽平台的量産車型,也是目前充電最快的量産純電動汽車。在800V高壓快充模式下,可實現充電5分鐘,續航超200公裡的成績。
另外,廣汽埃安AION V Plus首次搭載全新A480超級充電樁,實現800V高壓快充,充電5分鐘續航裡程達到200公裡;還有長安、華為、甯德時代聯合打造的阿維塔11基于800V高壓平台,可實現充電10分鐘,續航200公裡的成績,并且阿維塔也在加快在全國範圍内建造标準化高壓快充站。
值得一提的是,比亞迪推出的海豚也應用了800V高壓快充技術,可實現充電5分鐘續航150公裡;極狐阿爾法S全新HI版充電10分鐘便可續航200公裡,還有岚圖的800V高壓超級快充技術,在360KW超級充電樁的加持下,充電速率可提升125%,實現充電10分鐘,續航400公裡。
除了已經實現800V高壓快充技術的企業外,還有不少車企高管透露即将推出下一代800V快充電池包,包括蔚來汽車和長城的沙龍品牌。
據有關機構預測,2025年國内搭載800V高壓架構的新能源汽車預計為99.9萬輛,全球範圍使用該技術的新能源車有望達到215.3萬輛,800V高壓快充純電動汽車不僅将進一步擠占燃油車的市場份額,也可能使混合動力和增程式汽車的處境更為尴尬。
就在最近小鵬汽車舉辦的超級補能發布會上,何小鵬喊話:依靠着超快充電、高續航和自營充電站,純電動車型有望改寫市場格局,徹底淘汰混動車型。
因為800V高壓快充技術不僅充電速度快,解決了補能等待焦慮,而且車内線束重量輕、體積小,減輕電動汽車的車身重量,還能提高持續功率,解決起步後乏力問題。可以說,800V高壓快充技術解決了一輛電動車的所有焦慮難題,也成為車企炙手可熱的焦點。
行業巨頭紛紛布局換電領域
在解決電動車補能焦慮方面,車企除了布局800V高壓快充領域,也在換電方面持續發力。自從去年以來,換電模式就引發了各界的廣泛關注,這背後既有政策的推動,也有相關企業對換電業務的不斷加碼。
2021年4月,我國汽車行業在換電領域制定了首個基礎通用國家标準《電動汽車換電安全要求》,填補了汽車行業的标準空白,解決了換電模式無标準可依的緊迫問題。
随後,工業和信息化部辦公廳又印發《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》,決定啟動新能源汽車換電模式應用試點工作,納入11個試點城市,覆蓋乘用車、商用車等多領域。
在政策的支持下,新能源汽車換電模式迎來衆多關注,另外國内新能源汽車快速發展,給補能帶來很大挑戰,尤其是節假日排隊充電問題仍舊很突出,面對這種情況,換電模式就凸顯了自身的優勢。
相比傳統充電模式,換電模式在用車效率、補能時間、延長電池壽命,以及維護和管理便利性、降低電網負荷等方便具有明顯優勢。另外換電模式還降低購車成本、消除裡程焦慮、提升安全水平等方面有優勢,這也吸引了更多産業鍊企業甚至車企快速加入其中。
一些業内人士認為,換電除了在補能效率上具有優勢外,還可以調節電網電力,換電站成為城市分布式儲能單元,有利于“雙碳”目标的實現。
傳統的能源供應企業,也在“雙碳”目标下尋求轉型升級。中國石化曾宣布,“十四五”期間将規劃布局5000座充換電站。
當前布局換電模式的企業主要分為兩大類,第一類是蔚來、吉利、廣汽等整車企業,他們會自行研發換電車型、運營換電站,僅為本系統的車型提供換電服務;第二類是以甯德時代為代表的動力電池廠商和以中國石化、協鑫能科、奧動新能源等第三方換電運營商,這些企業通常與知名汽車生産商、電池生産商等開展換電合作,能夠滿足多種品牌及多種車型的換電需求。
在整車企業布局模式上來看,蔚來可以算的是國内車企在換電業務方面做的比較優秀的,在蔚來舉辦的NIO Power Day 2022上,其發布了NIO Power高速換電網絡建設新計劃,預計2025年建成全面覆蓋“9縱9橫19大城市群”的高速換電網絡。
并且蔚來計劃在今年年底到明年年初,陸續推出峰值功率500kW、峰值電流650A的液冷超級快充樁和第三代換電站等全新加電設施。其中第三代換電站已進入到樣站測試階段,有望支持800V高壓平台。
對于消費者來說,換電最明顯的優勢是節省補能時間。就拿蔚來汽車來說,全國已經有超過1000家換電站點,每天前來換電的用戶絡繹不絕。
一位車主表示,每次換電時間隻需要不到5分鐘時間,都是無人自動操作,十分便捷。據蔚來能源高級副總裁沈斐透露,目前已經為用戶提供超1000萬次換電服務。
而背靠吉利與力帆換電技術的全新換電出行品牌睿藍汽車,定位“換電輕出行普及者”,睿藍汽車的用戶将能以更低的門檻擁有換電車型及換電體驗,在這種差異化競争中,睿藍汽車發展空間變得更加廣闊。
還有像甯德時代為代表的動力電池廠商也瞄準了換電行業,今年1月,甯德時代發布了換電服務品牌EVOGO及“巧克力”換電解決方案,并快速布局商用全場景領域的應用和高速換電網絡,一系列操作下,換電模式的讨論度也達到了頂峰。
而在此之前,包括杭州伯坦科技、奧動新能源等第三方運營商,以及華為、南方電網、中國石化、中國電投、協鑫集團等企業都有對換電業務的布局。
雖然新能源汽車換電模式受到熱捧,但是相比800V高壓充電技術仍然面對很多難題。第一就是建設成本高,建設初期涉及用地、人力、換電設備等多個環節,預估一座換電站成本在300-500萬元之間,一座小型換電站也需要幾十萬元的成本,前期投入較高。
第二個難題就是各車企換電标準不統一,車企之間目前還未能實現不同品牌車型換電服務,基本都處于本品牌車型換電狀态,這樣就會導緻換電覆蓋範圍小,投入資金過高,短時間内無法實現盈利的窘境。
早在兩會期間,吉利李書福就提出了《關于加大電動汽車換電體系建設的建議》,其中關于換電體系建設方面給出明确建議,主要是加快換電站建設、高低壓箱變、土地及建設審批的相關規定,将其納入國家市場管理規範體系内。
另外,他還提出要進一步完善換電車型相關政策法規,對換電車型公告法規進行優化,建立換電車型專屬的公告認證體系,形成車電分離下的車與電池的分開認證。推進換電電池包的标準化制定,使換電電池包真正能夠在不同車企、不同換電站、不同用戶之間互通互換。
可以看出,目前新能源汽車換電模式依然存在較大提升空間。無論是重點建設換電站的整車企業,還是嘗試布局換電的能源供應企業,都要面臨推廣換電亟需解決的問題。
超充與換電又一次交戰随着新能源汽車相關技術的快速發展,超級快充技術正在成為新能源車企的新戰場,自從小鵬汽車的S4超快充首樁上線後,“超充派”與“換電派”又一次引發了話題交戰。
不少網友認為,如果快充5分鐘就能實現200公裡續航,那麼電動車主就沒必要再排隊換電了,有關“快充好還是換電好”的相關話題也登上網絡熱搜。
對此,蔚來副總裁沈斐在自己社交賬号反駁稱,充電快當然好,但不能苟同這比換電好,換電仍然更有競争力。
他給出三個理由:(1)超大功率對電池要求更高,這也許是為什麼隻有頂配G9才支持S4超充;(2)如單站400kW同時來四輛車,每輛車隻有100千瓦,如果整站電力功率更大,整體效率又低,這讓建設很糾結;(3)用戶每次也糾結,是充幾分鐘就走,還是多充會兒。
而支持快充派的特斯拉方面高管曾表示,在2013年,特斯拉就嘗試過換電,換電模式目前在一些特定領域,比如出租車或者公交車上是不錯的補能模式,但是特斯拉一直堅信充電模式是大規模民用電動車最好的補能方式。
事實上,無論是快充還是換電,其最終的目的都是為了給用戶帶來更便捷的服務,以此來消除補能焦慮。
不過,兩種補能方式仍然存在不少局限性。目前超級快充對電池要求較高,就比如小鵬的S4超充技術,隻有頂配小鵬G9才能支持,而充電站的功率有限,如果車輛較多,勢必會降低功率,增加充電時長,這也是需要解決的問題。
而在換電方面,雖然目前換電服務和體驗方面得到認可,但是不同品牌車型不能互通也給企業的盈利帶來較大挑戰,随着舊電池數量的增加,成本壓力也會更高。
此前,乘聯會秘書長崔東樹就曾表示,私家車可能不是推廣換電的最佳起點。根據他的測算,一座換電站服務至少要服務340輛左右的車才達到盈虧平衡點,如果隻是私家車用戶使用,盈利時間方面會拉長。但是對于營運車輛來說,一座換電站則隻需要服務40-60輛左右的車,就可以實現很好的盈利回報。
當然,他也指出,換電模式在部分場景有很好的優勢,但私家市場短期難以有效發展,長期還要看超級充電技術的突破。
在業内看來,家用充電樁、超級快充樁和換電站将會是未來電動汽車補能的三大方式,不同的企業會選擇一條或多條路線并行模式。但不論是換電還是充電,都需要大規模布局,才能讓純電動汽車擁有像燃油車加油一樣的快捷體驗。
總結
随着新能源汽車市場滲透率的猛增,對電動車充電補能也提出了更高要求,除了繼續完善基礎設施外,高壓快充和換電模式或已成為車企和行業的共識,高壓快充解決了裡程焦慮,換電模式更好地延長電池壽命,二者互為補充,未來很長一段時間會并行發展,對消費者而言也會帶來更好的用車體驗。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!