要做到超級快充的普及還需要時間,但這條路怎么走,產(chǎn)業(yè)似乎已漸漸找到方向。
文丨智駕網(wǎng) 黃華丹
超級快充火起來了。800V平臺,5C電池,4C充電站,當(dāng)曾經(jīng)陌生的術(shù)語越來越多出現(xiàn)在公眾眼前,超級快充的熱度也達(dá)到了一個小的高潮。
(資料圖片僅供參考)
那么,充電焦慮有救了嗎?
有人說可以,超級快充是正解。有人說還不行,比如成本問題,比如對電網(wǎng)的壓力,都使得超級快充短時間內(nèi)無法普及。
當(dāng)然,其實(shí)二者并不矛盾。目前來看,沒解決的問題還有很多,但試圖解決問題的嘗試也遠(yuǎn)比我們想象的多。
一個有趣的事實(shí)是,雖然目前充電焦慮依然籠罩著電動車主,但新能源車的槍車比其實(shí)已遠(yuǎn)高于燃油車槍車比。
以2022年數(shù)據(jù)為例,新能源汽車保有量1310萬輛,累計充電設(shè)施521萬個,槍車比1:2.5。而燃油車車槍數(shù)240萬個,燃油車保有量30590萬輛,槍車比1:127。
需要指出的是,521萬個充電基礎(chǔ)設(shè)施中,有341.2萬個為私人樁,僅179.7萬個為公共樁。但即便以公共充電樁為對比,新能源車槍車比也達(dá)到了1:7.3,遠(yuǎn)高于燃油車槍車比。
充電樁的問題在于速度不夠快,以及充電樁分布不均勻。數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前四五線城市的公共充電樁保有水平僅一線城市的10%。
在補(bǔ)能速度上,超級快充與換電一直是兩種可能的方案。
在6月29日至7月2日的國際數(shù)字能源展上,電動汽車百人會副秘書長徐爾曼分享的數(shù)據(jù)顯示,截至2023年1月底,我國換電車型保有量為29.7萬輛,其中乘用車28.5萬輛。而截至2022年底,我國新能源汽車保有量達(dá)1310萬輛。兩者量級差別巨大。徐爾曼將換電模式稱為電動汽車補(bǔ)能的重要補(bǔ)充。而充電,依然是補(bǔ)能的基本形式。
超級快充,將是通向新能源汽車補(bǔ)能自由的必經(jīng)之路。至于充電樁分布不均的問題,一方面需要政策的調(diào)節(jié),另一方面其實(shí)也是成本效益的體現(xiàn)。
目前,超級快充被質(zhì)疑的理由主要是成本以及可能對電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施造成的沖擊。那么,實(shí)際情況如何?
01.
超級快充如何定義?
首先我們來看什么是超級快充?
目前國內(nèi)尚沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)定義,從車企的視角來看,能實(shí)現(xiàn)加油般速度的充電才算超充,即達(dá)到480kW的充電功率。
而美國能源部對XFC(eXtreme-Fast Charging)定義為:0-80% SOC的充電時間<=10分鐘(新增逾55度電或逾320km續(xù)航,平均充電倍率6C及以上)。同時,電池比能量>=200Wh/kg,充電樁功率>=400kw(歐洲定義為>=350kw)。
此處需要明確幾個概念。超級快充涉及電池、整車和充電樁三個方面。車和樁都有不同充電功率和電壓。
充電電量=充電功率*充電時間,因此充電功率直接關(guān)乎充電速度。而充電功率=充電電流*系統(tǒng)電壓。由于電流增大對電池本身熱管理要求較高,因此目前整車所能承受最大電流有限,大部分車企采用的都是增大充電電壓來提高充電速度的方案,也就是目前常說的800V平臺。
而常說的2C,4C則是一種對充電速度的表述,C表示電池充放電能力倍率。1C指在1小時內(nèi)充滿,2C指二分之一小時(30分鐘)內(nèi)充滿,3C指三分之一小時(20分鐘)內(nèi)充滿,而4C則是四分之一小時(15分鐘)內(nèi)充滿。
巨灣技研根據(jù)國內(nèi)主要車企發(fā)布的800V及以上高壓極充車型規(guī)劃判斷,2023年滿足3C以上高壓快充的車型將密集上市,2025年主流車型將均會支持高壓極充。預(yù)計到2026年底,支持高壓極充車型的市場保有量將達(dá)到1300萬輛以上。
當(dāng)然,這是預(yù)估的數(shù)據(jù)。實(shí)際包括埃安、極狐、小鵬、極氪、理想、比亞迪等車企均已宣布推出高壓平臺車型。以小鵬為例,目前已有G9和G6兩款高壓平臺車型落地。
電池方面,巨灣技研6月發(fā)布的鳳凰電池?fù)?jù)稱在300-1000V不同電壓平臺下均可實(shí)現(xiàn)最高8C(0-80%充電僅需6分鐘)極速充電,同時在安全性、使用壽命、比能量、續(xù)航和成本等方面也表現(xiàn)出色。
而在樁端,數(shù)據(jù)顯示,目前500V以下充電樁仍占到36%,而功率達(dá)到180kW以上的充電樁更是小于5%。120kW-210kW充電設(shè)施是目前主流功率范圍,建設(shè)占比為52%。超級快充樁的普及仍需要時間。
總體而言,無論車端、樁端,還是電池的發(fā)展都還在起步階段。
02.
全液冷超充與“光儲充一體化”,兩個可能的解決方案
前文我們提到,超級快充普遍被質(zhì)疑的兩個問題,成本和對電網(wǎng)的沖擊,我們來看目前的發(fā)展情況。
首先,如前所述,由于車端成本包含在整車售價中,主要取決于車廠對成本和售價的平衡。此處我們以小鵬G6為例。剛剛上市的小鵬G6售價20.99萬起,全系標(biāo)配800V高壓平臺。作為起步階段的產(chǎn)品,能做到20萬車型的標(biāo)配,其后續(xù)成本下降成為20萬以內(nèi)主流車型標(biāo)配的門檻是相對容易的。
樁端才是目前充電焦慮的根源。
樁端的成本問題其實(shí)可以轉(zhuǎn)化為,充電站的運(yùn)營者是否能賺錢?
目前,充電站的收入主要來源是電費(fèi)差價與充電服務(wù)費(fèi)。業(yè)內(nèi)人士表示,目前充電服務(wù)費(fèi)為千瓦時4-8毛左右,很難實(shí)現(xiàn)真正盈利,需要依靠國家補(bǔ)貼。
華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司副總裁何波在7月1日的電動汽車超級快充產(chǎn)業(yè)峰會上發(fā)言時提到,歐洲高速快充的服務(wù)費(fèi)可達(dá)到4.5元每度電。前提是,充電站確實(shí)為用戶提供了良好的體驗(yàn)。這也是一種解題的思路。
華為在上海車展期間發(fā)布了全液冷超充架構(gòu),據(jù)稱可做到“一秒一公里”,“一杯咖啡,滿電出發(fā)”。
該液冷超充架構(gòu)采用充電主機(jī)和終端解耦的方式,輸出電壓范圍200-1000V,最大輸出電流600A,最大輸出功率600kW。同時支持600kW超充樁與250kW快充樁,最大支持12個車位。
智駕網(wǎng)也在現(xiàn)場體驗(yàn)了最新的超充樁,具體見下方視頻。
由于采用了功率池化模式,充電樁終端可根據(jù)車輛功率自動調(diào)節(jié)單槍輸出功率,避免造成浪費(fèi)。例如,250kW的快充槍適配180kW車輛時,輸出功率為180kW,匹配60kW的車輛輸出功率即為60kW。
而全液冷的設(shè)計使其在充電時更加靜音,電線也不需要加粗,整體更加輕巧,系統(tǒng)可靠性更高。據(jù)何波表示,不同于一般充電樁僅3-5年的使用壽命,華為液冷樁的使用壽命可長達(dá)20年。
除了上述優(yōu)勢,關(guān)于目前超充樁可能遇到的問題,華為全液冷超充樁雖然總體成本可能嗯增加,但由于充電成功率更高,充電速度更快,維護(hù)成本更低,因而也能實(shí)現(xiàn)更低的度電成本,提高運(yùn)營商的利潤率。同時,由于其功率利用率高,能服務(wù)更多車輛,更方便實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的協(xié)同與管理。
而超充車輛普及后同時充電可能對電網(wǎng)造成的沖擊,其解決方案除了對電網(wǎng)升級,也包括目前普遍被是為未來充電站模式的“光儲充一體化”充電站。
在國際數(shù)字能源展上,包括南方電網(wǎng)、星星快充以及永泰數(shù)能科技等多家供應(yīng)商展示了其光儲充一體化充電站解決方案。其原理是將光伏發(fā)電與儲能作為市電的補(bǔ)充,一方面能減少超級快充對電網(wǎng)的直接影響,緩解用電壓力,同時也能降低用電成本。
儲能的原理是在夜間用谷電充電后在白天為車輛供電。一方面可賺取電費(fèi)差價,同時也能降低同時充電對電網(wǎng)的直接沖擊。
當(dāng)然,由于光伏和儲能建設(shè)成本較高,如果僅以電費(fèi)作為收入,回本時間較長,目前建站的運(yùn)營商仍指望國家補(bǔ)貼。
從政策來看,國家層面已不再對新建光伏項(xiàng)目提供補(bǔ)貼,不過地方政府層面仍有不同的按項(xiàng)目發(fā)電量進(jìn)行發(fā)放的補(bǔ)貼。
儲能項(xiàng)目的補(bǔ)貼也視省市各有不同,以廣州黃埔區(qū)、開發(fā)區(qū)的相關(guān)意見稿為例,“對裝機(jī)容量1兆瓦以上及以上的儲能項(xiàng)目,自并網(wǎng)投運(yùn)次月起按放電量給予投資主體0.3元/千瓦時獎勵,連續(xù)獎勵不超過2年,資助總額最高300萬元?!?/p>
同時,對于光儲充一體化充電站,企業(yè)也提供了智慧能源云平臺,可看到實(shí)時的用能情況,并可實(shí)現(xiàn)調(diào)度,多能互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)最佳收益。
03.
應(yīng)用實(shí)例:“城市驛站”充電站
永泰數(shù)能在產(chǎn)業(yè)峰會上講解了其以華為全液冷超充架構(gòu)為充電主體的充電站設(shè)計思路。
基于目前充電站的問題,在設(shè)計新型充電站時需要解決的問題是:
1.原有變壓器容量不足,大部分低于800kW,最大只能部署4臺180kW或6臺120kW雙槍充電樁,最多12個快充車位。
2.現(xiàn)有充電樁普遍故障率較高,增加維護(hù)成本。
3.充電時間長,“翻臺率”低,高峰期排隊(duì),減少運(yùn)營收益。
4.未來改造擴(kuò)容困難。
5.電費(fèi)開支大,限電、斷電風(fēng)險。
6.無休息場所,充電體驗(yàn)差。
永泰稱為“城市驛站”的充電站,在充電樁系統(tǒng)配置上采用華為液冷超充主機(jī)加永泰終端的模式,共規(guī)劃19個車位。包括華為600kW液冷超充系統(tǒng)一拖5的終端配置與永泰直流快充樁。
根據(jù)永泰的估算,按照每槍平均充電6h/天,50度電/小時充電,服務(wù)費(fèi)用0.5元,運(yùn)營費(fèi)用10%,電量損耗5%,收益為75.3萬元/年。
由于液冷超快充帶來更好的充電體驗(yàn),利用率更高,且其高可靠高散熱長壽命的特征,可降低故障,減少運(yùn)維成本和因無法充電造成的間接經(jīng)濟(jì)損失1.5萬/年。
光伏系統(tǒng)采用的是光伏雨棚一體化設(shè)計,光伏發(fā)電100%自發(fā)自用。
采用243塊功率為540W的單晶組,總裝機(jī)容量131kW,年發(fā)電量11.98萬度電,按0.9元/kWh計算,光伏投資回報在5年內(nèi)。在不改造變壓器前提下,配合儲能可多增加2個快充車位,年綜合收益約增加5-10萬元。
儲能方案采用分布式儲能系統(tǒng)設(shè)計,即插即用,可完成新能源本地消納、削峰填谷節(jié)約電費(fèi)。
整個儲能系統(tǒng)為2充2放的運(yùn)行模式,按深圳現(xiàn)有的峰谷差價0.73元計算,可以做到5年內(nèi)收回投資。
此外,儲能柜未來還可參與虛擬電廠,增加額外收益。在限電或停電情況下,也可作為臨時備用電源。同樣,在不改造變壓器前提下,可多增加2個快充車位,年綜合收益約增加5-10萬元。
此外,永泰的“城市驛站”充電站還設(shè)計了兩輪電動車的快速換電柜,可解決騎手續(xù)航問題的同時增加部分收入。
另外,充電站還可開發(fā)休閑奶茶區(qū)、咖啡廳等設(shè)施,在增加流量的同時增加銷售收益,并有利于擴(kuò)大知名度。
永泰數(shù)能計劃2023年在一線與省會城市部署15+“城市驛站”示范站。
總體而言,超級快充仍處于起步階段,需要解決的問題依然存在,但產(chǎn)業(yè),正在快速發(fā)展。