汽车用品|晓寒

2018年，国内车市迎来20多年来的首次下滑，但新能源汽车产销量双双突破百万，成为增长的关键力量。随着新能源汽车的快速普及，续航里程一直是电动车行业和消费者最关心的问题。

毫无疑问，更长的续航里程将对新能源汽车的大规模普及起到重要的推动作用。但由于动力电池技术没有取得革命性突破，通过增加电池容量来解决里程焦虑的进展缓慢。

不过不用担心，目前特斯拉、保时捷、BAIC新能源等众多国内外车企和供应商都在积极研发超级快充技术，比如保时捷首款纯电动跑车Taycan的800V超级快充，4分钟即可充完100公里。

▲保时捷的大功率充电站

如果这种充电技术普及，即使电池容量不增加，里程焦虑也将不复存在。

前几天，车东喜采访了BAIC新能源、新特、国家电网等多家车企和充电公司的技术高管，对超级快充的技术原理、研发难点、行业现状等关键问题有了更清晰的认识。

20分钟给一辆纯电动SUV充电

1月11日，北京已经是严冬，但首都北部昌平未来科学城一角却热闹非凡。

这一天，国家电网在未来科学城设立了京内首个乘用车超级快速充电桩，并与BAIC新能源共同进行了乘用车超级快速充电测试。

▲国家电网设立的大功率充电站

活动现场，一辆经过改装的白色北汽新能源EX3纯电动SUV(尚未上市)缓缓靠近充电桩，工作人员将充电枪插入车头的充电口，开始充电。

▲BAIC新能源EX3进行大功率充电测试

过了一会儿，国家电网超快充桩的监控器上显示出相关信息(如下图所示)。充电电流达到263.3A，电压达到611.1V，计算充电功率达到160kW。

▲ BAIC新能源进行大功率充电测试相关信息。

【/S2/】160 kW充电功率是什么概念？即1小时可充160kWh，30分钟可充80kWh。

作为对比，目前常说的电动汽车快充技术是指用60kW的DC充电桩充电，而号称超级快充的特斯拉最大充电功率为145kW。

目前大部分纯电动车的电池容量在50-80kWh。按照这个电量计算，理论上30分钟可以充满80kWh的电池。即使是目前电池容量最大的特斯拉P100D车型，充满电也只需要37分钟左右。

当然，实际充电式无法做到全程最大电流/电压，实际所需时间略长，但仍是巨大的进步。

据了解，北汽新能源车载快充技术由北汽新能源工程院自主研发，可实现700V高压下最大400A DC快充，即最大充电功率可达280kW。

据介绍，未来EX3将配备61kWh的锂电池组，按照160kW的充电功率计算。理论上，充满电需要22分钟，而在280kW的情况下，只需要13分钟(实际上会稍微长一点)。

显然，这种超级快充技术比目前的1小时+快充技术有了质的提升，将极大提升用户体验，消除里程焦虑，也将成为车企之间的热门竞争方向。

豪华品牌激战中的大功率快充

如上所述，目前一般电动汽车支持的DC快充技术的充电功率大多在60kW左右。对于售价较高的豪华品牌来说，搭载更强大的快充技术是提升产品竞争力的关键动作。

在这方面，特斯拉可谓是量产电动车的深度充电。

这家致力于豪华电动汽车研发的公司，从诞生之日起就盯上了超级快充技术。其Model S和X车型使用自有SuperCharger超级充电站的最大充电功率为145kW(之前为120kW)，是量产电动车中充电速度最快的选手，也是充电标杆。

▲特斯拉的超级充电站

就像500 km续航和自动驾驶系统一样，特斯拉探索出的设计已经成为豪华电动车的“标配”。

2018年，奔驰EQC和奥迪e-tron相继发布。在续航符合500 km的同时，他们还提供了大于100kW的快速充电技术。EQC的快充功率为110kW，奥迪e-tron的快充功率为150kW(如下图)。

▲奥迪e-tron支持150kW快充。

2018年6月9日，保时捷宣布旗下首款电动跑车Mission E命名为Taycan，正式加入战局。

e除了高达440kW(约600马力)的功率和3.5秒百公里加速强度，保时捷一直在强调其800V超高压电气系统带来的极速充电体验。

▲Mission E的800V充电系统

保时捷官方称，Taycan可在15分钟内充满80%，或在4分钟内行驶100公里。据外媒报道，Taycan的超级快充系统最大功率可能达到350kW。

显然，Taycan在今年年底量产后，也将成为充电最快的量产电动车。

除了为其新电动汽车配备超级快速充电技术，宝马和戴姆勒还在2016年联合大众、福特和其他欧美一线车企成立了一家名为IONITY的充电设施运营商，以推动欧洲的充电基础设施建设。

成立合资公司并不新奇。新颖的是，IONITY计划在欧洲主要线路周围铺设400个350kW的超级充电桩。

这一动作背后的意义显而易见，那就是宝马、戴姆勒、福特、大众等巨头准备将350kW快充技术放到自己的车型上(保时捷、奥迪同属大众集团)。

当然，传统汽车巨头的动作也被特斯拉和马斯克看到了。

2016年，马斯克在推特上透露，特斯拉正在研发第三代充电技术——super charger V3。当有网友问它的输出功率是不是350kW时，马斯克居然回答“只有350kW？你以为这是儿童玩具？”(如下图所示)

言下之意，增压器V3的充电功率会远大于350kW。

然而，经过两年多的研发，SuperCharger V3的部署时间从2018年夏天推迟到2018年底，再推迟到2019年。

在2018年第一季度财报会议上，特斯拉CTO斯特劳贝尔表示，他没有看到350kW左右的大功率快充，因为这会牺牲车辆电池的续航里程和耐用性，马斯克后来表示，他更看好200-250 kW的充电技术。

▲马斯克介绍第三代过充部署时间。

去年11月，马斯克在推特上透露，特斯拉的超级充电桩将在2019年翻倍(即达到23000个)，还将部署SuperCharger V3。

至于特斯拉的超级快充技术能达到多少kW，要等到今年的部署才能知道结果。

超级快充:车和桩都需要升级

电动汽车的充电速度取决于充电功率。

目前国内电动汽车使用交流电的充电桩充电功率大多在10kW以内，称为慢充。使用直流电以大约50-60kW的功率充电的系统称为快速充电。

特斯拉的145kW快充系统远高于普通快充，所以特斯拉将其命名为SuperCharger超级充电站(桩)。

随着保时捷Mission E的350kW快充系统和IONITY的建立，350kW大功率快充技术已经成为充电技术的前沿，各国车企和供应商都在积极研究这项技术，称之为大功率快充HPC(High Power Charging)。

▲ion tity在欧洲的大功率充电站

目前全球R&D范围在200-500kW，其中350kW和500kW是研究重点。

从物理学的角度来说，功率=电压x电流，所以大功率充电系统在充电桩和整车层面都需要兼顾电压和电流。

1。车和桩都需要升级

目前国内常见电动车的电压平台大多在400V左右，即其电机、电池、电控等相关系统的工作电压都在这个范围内。因此，要实现400V电压平台下350kW的大功率快充，车内电流必须达到350kW/400V=875A，而电动车内部电路所能承受的电流大多在250A左右。

▲大功率快充下车辆电压与电流的关系

大电流只能靠极粗的线缆来承受，会产生很大的热量，也就是影响车内空房间的布局，同时需要液冷系统进行热管理，效率低下。

所以保时捷的做法和城市输电网一样——采用超高压，所以可以看到Taycan的整车电压平台提升到800V，这样它的内部电缆只需要承受437A的电流。

在Xpeng Motors负责充电的技术总监王敏告诉车东，目前几乎所有的乘用车零部件供应商都没有800V相关的电源部件，所以只有保时捷这种豪华车巨头可以动员自己的供应商研究一款800V的电动汽车，采用电压机制，然后使用350kW的快充系统。

BAIC新能源技术总监李雨君向车东喜证实，BAIC新能源测试的EX3大功率快充并未使用量产组件，通过更换电容、IGBT、提升绝缘水平等方式提升整车平台电压。

在管理层面，王敏和李雨君都表示目前主流的方法是液冷。除了提高电池的液冷能力，还需要为DC充电线和充电口提供液冷系统。具体方法相当于在电线外包一层管子，让冷却液循环。

2。电池技术需要改进

落地大功率充电技术，除了助推车辆平台，车外的充电桩也需要升级。

相比车辆，充电桩需要更换功率更大的电源模块、充电枪和液冷系统的线路来提高功率，技术难度比车辆更容易。

这也是为什么保时捷、IONITY、国家电网、现代汽车等企业都部署了350kW大功率充电桩，却依然没有见到支持350kW快充的量产车。

Xpeng Motors研究院技术总监王强军认为，给车辆和充电桩增压，部署热管理系统不是核心难点，真正的问题在动力电池。

据介绍，目前车用动力电池的充放电倍率大多在1-1.2C之间，如果要达到350kW的快充功率，100kWh电池的充电倍率需要达到3.5C，远高于目前的技术水平。

不过，BAIC新能源技术总监李雨君认为，动力电池分为动力型和能源型。目前大部分乘用车采用能源型(三元锂电池)，所以充电率较低。其实商用车领域已经有支持大功率快充的动力电池了。

比如当代Amperex科技有限公司有5C甚至6C的磷酸铁锂电池，但是能量密度低于三元锂电池。

所以正如特斯拉CTO斯特劳贝尔所说，在目前的电池技术下，如果要实现350kW的大功率快充，就要牺牲一定的续航和耐用性。

所以电池技术的矛盾就在于，快充的车单次跑不了多远，而单次跑多远的车可以慢充。

落地超快充要过三道坎。

1。行业标准尚未确定

在Xpeng Motors充电系统技术总监王敏和BAIC新能源技术总监李雨君看来，大功率快充目前没有量产的核心原因并不是车辆和充电桩的技术问题，而是行业标准尚未确定，行业成熟度不够。

目前国际上大功率快充有两大标准，一个是日本的CHAdeMO标准，一个是欧洲的CSS标准，这两个标准都是由当地车企、电力公司和政府共同制定的。

在国内，中国电力企业联合会(以下简称中电联)也在推动中国大功率快充标准的建立和推广。国家电网、北汽新能源等企业都是标准制定组成员。

值得一提的是，2018年8月，中国电力企业联合会还与CHAdeMO签署了合作协议，双方将共同推进快充技术的落地，以方便车企在中国和日本布局大功率快充技术。

▲中国电力企业联合会与日本CHAdeMO签约。

Xpeng Motors负责充电的技术总监王敏告诉车东熙，中国电力企业联合会刚刚开始大功率快充国家标准的制定工作，最多2019年出台征求意见稿。在标准未定的前提下，车企、供应商、充电服务商实际上都无法推出相关产品。

“如果推出的产品不符合标准，后面就会被淘汰。”王敏说，“这也是零部件和车型迟迟不能量产的关键原因。”

2。市场不成熟

除了标准问题，BAIC新能源技术总监李雨君认为，大功率快充会大大提高车辆的成本和售价。对于普通消费者来说，不愿意花几十万买一辆大功率快充的电动车。

同时，随着续航里程的不断增加，电动汽车已经能够满足城市通勤需求，大功率快充需求并不强烈。

“对于BAIC新能源这样的车企，我们会根据市场需求和成本来提供产品，而不是我们在最前沿做什么。”李雨君说。

不过需要注意的是，为了配合Taycan的量产交付，保时捷已经开始在全球布局大功率快充站。

万邦新能源/星星充电董事长邵丹伟在今年1月的电动汽车100论坛委员会上向车事表示，星星充电是保时捷在中国的独家合作伙伴，未来将利用保时捷的技术在中国布局大功率快充站，同时帮助其进行技术迭代升级。

3。电网负荷矛盾亟待解决

其实除了车辆和充电桩技术本身，大功率快充普及的另一个难点在于电网的负荷。

目前大部分大功率家用电器都在1-4kW之间，而一个大功率充电桩高达320kW，相当于上百台家用电器同时工作。

据相关数据显示，北京每天的电网负荷在2300万kW左右，只能支持7.18万个350kW充电桩同时工作。可想而知电网负荷压力有多大。

不过，国家电网的一位工作人员告诉车，虽然现实中存在这样的矛盾，但国家电网和相关机构也在研究新的策略。比如先进的V2G(车辆-电网)技术，就是在未来将数千万辆电动汽车变成储能单元，从而平衡电网的供需。

“目前还在制定相关标准，将采取电网扩容、V2G反向充电、峰谷充电等多种策略解决电网负荷问题。”国家电网的工作人员对车说，“推广大功率充电桩是一个分步骤的任务。”

结论:超级快充即将到来[/s2/]

综上所述，超级快充技术目前仍在发展中，涉及到车辆和充电桩的电压/功率平台的升级、系统和线束的热管理、标准的建立以及配套零部件产业的成熟。目前，还没有可用的生产模式。

但是不要失望。毕竟以高功率为核心指标的超级快充技术和L4/L5自动驾驶技术是不一样的。是时候一针见血了。保时捷、IONITY、国家电网、现代汽车等公司已经搭建了第一批350kW快速充电桩，未来1-2年我国行业标准将颁布。

2019年，我们至少可以看到保时捷Taycan在欧洲使用350kW超级快充。随着特斯拉SuperCharger V3的部署和奥迪e-tron的量产，国内电动汽车充电系统也将进入150-200kW时代，并将引领更快的汽车厂商配备大功率快充技术。

到2020年，中国可能会迎来首款支持350kW快充的量产车型，从而真正解决电动汽车的充电问题。