在新能源汽车行业迅猛发展的浪潮中,2023年标志着电动车超快速充电技术(EV超充)时代的正式启动,而紧随其后的2024年,则被业界视为快充技术标准全面实施的开局之年。这一具有前瞻性的论断,由欣旺达动力科技股份有限公司的研发副总裁李阳兴在2024年中国电动汽车百人会的高端论坛上明确提出。李阳兴同时预见到,超快速充电车辆的市场份额将经历显著飞跃,从2023年的轻微占比3%,一路飙升至2030年的预期占比52.5%,揭示了超充技术在未来汽车市场中的巨大潜力。

此外,行业巨头的动作也验证了这一发展趋势。宁德时代董事长曾毓群在最近的3月访谈中透露,该公司正与特斯拉携手,致力于电池技术创新,目标直指缩短充电时间。两家企业的合作聚焦于探索新型电化学构造及其他先进电池技术,旨在实现前所未有的充电效率提升。

此番动态反映出,超快速充电技术已成为众多企业竞相追逐的热点。在全球汽车业向电动化深刻转型的宏观趋势下,中国作为新能源汽车生产和消费的全球领跑者,尽管市场规模持续扩大,却也面临着消费者对续航能力及充电便捷性担忧的现实挑战。因此,如何通过超快充技术有效缓解用户的“续航焦虑”,成为推动新能源汽车产业进一步突破的关键所在,同时也激发了市场对更高效、更便捷充电解决方案的强烈需求。

超快充逐渐成为产业趋势

尽管目前行业内对于超快充的具体标准和定义尚未达成共识,早期的界定可追溯至2018年美国能源部的提议,该部门当时界定了极端快速充电(eXtreme-Fast-Charging,简称XFC)概念,即电池从0%充至80%状态需在10分钟之内完成,此过程中至少应能储存55千瓦时的电量或确保320公里的续航能力,换算而言,这意味着充电设施的最小功率应达到400千瓦以上。

在国内,地方政策开始为超快充设定地区性标准,比如北京市在《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,将超充桩明确定义为具备每把充电枪最大输出功率360千瓦及以上、采用充电主机与终端分离的全液冷技术的充电桩。而深圳市在其出台的《电动汽车超级充电设备分级评价规范》里,进一步明确超级充电设备的每枪额定功率不应低于480千瓦。

尽管全球或全国层面尚未形成统一的超快充技术标准,但业界普遍认同超快充的核心特质在于提供更高的充电功率和更短的充电时间,以此来满足用户对于快速补能体验的迫切需求。

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充电功率直接影响充电速率,它与充电过程中的电流强度及系统的工作电压密切相关。鉴于电流强度的增加会对电池热管理系统带来更高要求,并且车辆整体承受的电流有限制,多数汽车制造商选择通过提升充电电压的方式来加速充电过程,这一策略促成了800V高压超充平台成为现今新能源汽车行业的主流技术导向。

实现超快速充电不仅需要依赖高压平台的支持,还要求新能源车型装备充电倍率超过4C的电池。这里,“充电倍率”(以C表示)是一个关键指标,描述了电池在一小时内能被充满自身容量多少倍的速度,数值越高意味着充电速度越快。举例来说,若一块电池的容量为100安时(Ah),以100安培(A)的电流充电,则此为1C的充电倍率,理论上这块电池可以在1小时内完全充满。而4C充电倍率意味着电池能在15分钟内实现从零到满电的状态。

随着技术的不断革新与多样化应用场景的实现,结合了800V高压架构与4C及以上高充电倍率电池的超快充解决方案,有望在未来一段时间引领电动汽车领域的发展潮流。

超快充成为车企竞逐新战场

自保时捷在2019年率先推出全球首辆采用800V高压平台的量产车Taycan以来,该技术引领的高压快充领域迅速步入成长期,驱使更多汽车制造商加速布局超高速充电技术,随之市场上涌现出多款基于800V电压平台的新车型。

尤其值得关注的是,在2023年11月举办的广州国际车展上,这一趋势表现得尤为明显,据统计,有超过35家汽车制造商齐聚一堂,竞相展示了超过50款支持800V高压系统的电动车型,彰显了该技术路径的蓬勃生机。诸如理想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、以及昊铂HT等车型的亮相,不仅丰富了800V高压车型的选择,而且值得注意的是,这些车型中的多数配置了充电效率更高的4C及以上充电倍率电池,预示着电动汽车充电进入一个更加快速便捷的新时代。

实际上,800V高压快充技术的引入早有先例。小鹏汽车在2021年便推出了国内首台基于800V高压平台的车型——小鹏G9,其中部分配置提供了4C超快充电池包作为选装项(2022款则全系可选)。随后,小鹏G6于2023年6月面世,全系标配800V高压SiC平台并配备3C电芯,兼容升级至4C电芯。同年,极狐阿尔法S HI版,同样基于800V高压快充平台,于2022年7月开始交付。

在2023年6月举办的第一届理想家庭科技日上,理想汽车宣告,通过自主研发的800V高压纯电平台与5C电池技术,能够实现9分30秒快速充电达到400公里续航,并且为了这一目标,理想与宁德时代签订了《全面战略合作协议》,确认理想首款纯电动车型将率先装配全球首例4C麒麟电池。

截至目前,包括上汽、广汽、北汽、一汽、奇瑞、吉利、长安、比亚迪、长城、蔚来、小鹏、理想、小米在内的众多国内主要汽车制造商,以及保时捷、奔驰、宝马、奥迪等国际知名品牌,均已经或计划推出基于800V高压平台的车型。随着电池技术的不断进步,4C及以上高充电倍率电池的广泛应用将指日可待,为车辆带来更高效的充电体验。

在此背景下,随着新能源汽车市场中800V高压快充车型的密集发布与产业链的日益成熟,2024年,围绕800V高压快充技术与4C电池的快速推广与应用,将成为各大车企竞争的新焦点,开启超快充技术生态的新一轮竞赛。

电池企业积极布局超快充

实现超快充技术的商业化应用,离不开电池技术的革新,特别是电池的高充放电倍率性能,这迫切需要主流电池制造商的积极参与与技术支持。电池技术的进步成为了超快充实现的关键瓶颈,同时也是动力电池企业争夺未来市场主导权的核心竞争力所在,一场以行业领头羊为代表的技术竞赛已然拉开帷幕。

2023年,宁德时代在电池技术上取得了重大突破,6月推出了CTP 3.0三元麒麟电池,该电池全面适配4C超快充模式;紧接着8月,又发布了4C磷酸铁锂神行超充电池,声称仅需充电10分钟即可实现400公里的续航能力,极大提升了电动汽车的补能效率。

在市场需求激增和技术迭代的双重驱动下,欣旺达自2022年起就前瞻性地布局超快充领域,并在2023年成功推出了集长续航、超快充、快速补能、高安全与长效耐用等特性于一体的闪充电池产品。这款电池采用了4C NCM超级快充技术,能够使电动汽车轻松达到1000公里的续航里程,并在10分钟内充电至80%的状态。欣旺达在与机构的交流中透露,其4C三元电池产品已于2023年一季度进入量产阶段,而4C磷酸铁锂电池也已研发完毕,即将举行产品发布会,展现出与行业前沿水平并驾齐驱的强劲势头。

此外,中创新航、亿纬锂能、蜂巢能源及巨湾等多家知名动力电池企业也纷纷投身于超快充技术的研发与应用,积极促进动力电池充放电倍率从1C、2C向4C及以上水平迈进,共同推动超快充技术的普及与进步。

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在各企业竞相布局的推动下,动力电池市场的竞争态势再次升温。随着配套电池产品的相继量产与投放市场,整个动力电池产业正加速向着超快充时代大步跃进。

超快充产业链百家争鸣

除了汽车制造商和电池供应商的积极推进之外,构建强大的超快充充电网络也成为当前的重中之重。

2023年10月,华为宣布其全液冷超充站在川藏南线及理塘至亚丁公路沿线等多个地点正式运营,这些超充桩最大功率达到600千瓦,最大电流达600安培,且兼容200至1000伏电压范围内的所有车型充电。在同年的中国电动汽车百人会论坛上,华为数字能源总裁侯金龙透露,华为计划与合作伙伴在接下来的一年内部署不少于10万根超快充桩,目前已有2万根投入服务。与此同时,特来电、星星充电等充电服务提供商也在加速推进超级快充站点的布局。

众多汽车制造商也纷纷制定了宏大的超充设施建设规划。小鹏汽车预计到2026年将建成10000个自营充电站和4500个S4液冷超快充站,计划在2025年底前建成3000座超快充站,并在2027年底前增至5000座。广汽埃安于2023年4月宣布,其自建充电站将全面支持1000V快充,具备120-480kW的自适应功率输出及智能动态功率分配功能。同年5月,理想汽车的首批6座4C超级充电站投入运营,预计到2025年将超过3000座。2024年4月,昊铂品牌在包括北京、上海、杭州、广州在内的多个城市同时启用了11座超级充换电站,使其自建超级充换电站总数超过了1200座。随着各方参与者对超充站建设的不断加码,充电网络的覆盖与服务能力得到了显著增强。

总结行业发展动态,随着超快充电池、800V高压平台车型的不断推出以及超充站网络的快速扩展,推动超快充技术的普及已经成为整个产业链的共同目标。显然,2024年将是决定超快充技术是否能实现规模化发展的关键一年。