大功率快充亟待標準落地 升級2015版國標或是首選
隨着新能源汽車市場規模的不斷擴大，消費者對充電便利性的要求越來越高。爲滿足更多不同場景下的充電需求，同時提高充電樁的使用效率，快速充電技術再度成爲業內關注的焦點。
前不久，中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）組織召開了“電動汽車快速充電需求及產業準備對接會”，產業相關單位、行業專家以及電網企業、充電運營服務商、汽車製造商、研究機構均參與並就超級快充電池技術進行了深入地討論與交流。“據有關政策文件精神，公共充電樁應儘量發揮快速補電的作用，充電效率將成爲下一階段充電設施建設運營的重要考慮因素。”中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟技術和認證部主任劉鍇在接受《中國汽車報》記者採訪時表示，通過調研摸底，大功率快速充電確有需求，考慮到充電標準以及技術路徑還未確定等因素，快充需要綜合平衡相關要素漸進推廣。
據劉鍇介紹，受有關方面委託，充電聯盟近一段時間對新能源汽車行業重點單位的快速充電需求、技術路線以及產業發展情況進行了調研。
數據顯示，截止到今年一季度，全國新能源汽車保有量達551萬輛，全國充電設施保有量爲178.8萬根。據測算，其中符合2015版國標的新能源汽車保有量以及充電設施保有量分別約爲450萬輛和152萬根。當前階段，公共充電設施的充電功率範圍主要集中在60kW～180kW之間，充電時長爲0.5～2小時。劉鍇告訴記者，在調研摸底後發現，隨着車輛續駛里程的不斷增加，部分用戶對更大功率、更快速度的充電需求迫切，希望充電時長能縮短至20分鐘甚至更短。這一類用戶主要爲運營類車輛和部分私家車車主，他們發現，近期，高端車型消費者的快充需求佔比約爲15％～20％。
事實上，車企已經提前看到市場需求並積極開始相應佈局。劉鍇指出，目前已有多家車企在進行快充車型開發，包括吉利極氪、廣汽埃安、比亞迪、長城汽車、特斯拉等。在今年的上海車展上，起亞EV6全系車型支持400V和800V充電，現代IONIQ 5最新800V高電壓平臺支持高達350kW超大功率充電，東風旗下嵐圖汽車近日宣佈正在研發基於超高壓平臺的超級快充技術。
與此同時，零部件供應商也相繼發佈了支持快充的產品計劃，除了此前已經公佈快充技術的寧德時代，蜂巢能源首次在今年上海車展上對外發布了全新快充技術和對應電芯，第二代4C快充電芯容量165Ah，能量密度大於260Wh/kg，僅需10分鐘就可實現SOC（充電狀態）20％～80％，預計2023年二季度實現量產；領湃新能源技術團隊表示將實現動力電池4C充電，15分鐘可實現充電量從5％提高到85％；舍弗勒全新推出的電機系列產品也能夠實現電壓等級48～800V、功率等級15～300kW及以上全覆蓋。
部分車企還在積極主導根據大功率快充車型推廣計劃，佈局快充充電樁建設。例如廣汽巨灣技研研發的基於2015版國標、增加液冷系統的充電槍，支持最大電流600A，充電模塊最高電壓支持1000VDC，充電樁功率輸出不低於480kW，並可升級到600kW。在充電倍率6C下，電量從30％到80％所需充電時間僅爲5分鐘。
安全與成本需做好平衡
不過，多項研究表明，頻繁使用快充會對動力電池產生一定的影響。中國汽車動力電池產業創新聯盟副秘書長王子冬此前在接受《中國汽車報》記者採訪時坦言，不建議用戶經常使用快充電樁。在他看來，快充對動力電池的要求較高，因爲會在鋰離子電池內部產生大量熱量，過高的溫度會破壞負極材料的粘接性能，從而導致負極活性物質脫離，使電池可逆容量快速衰降、電池性能劣化，嚴重影響使用壽命。
但如今隨着電池以及汽車技術水平的不斷提升，車企在致力於大幅提升充電功率的同時，盡力保證動力電池全生命使用週期的衰減符合有關要求，並可極大保障充電安全。對此，劉鍇指出，由於大功率快充對動力電池的壽命和安全性有較大影響，需要電池材料、電芯結構、電池管理系統、充電策略等系統性優化，以防電池熱失控風險及循環壽命快速衰減，因此實現大功率快充的難點在於如何一方面防止出現熱失控採取更多保護措施，另一方面儘量減少由此導致的電池系統能量密度下降以及成本的上升。在他看來，大功率快充需要綜合平衡相關要素，漸進推廣。
國家新能源汽車創新工程專家組組長王秉剛也表示，快充的應用場景主要有三種，首先是因各種原因需要在公共充電站充電的私人電動汽車，例如出遠門或臨時發現電量不夠以及沒有停車位充電條件的汽車；其次是每日行駛里程很長的運營車輛，包括出租、旅遊、物流和網約車等；第三則是公交車。“大功率充電技術的應用並不意味着要引導電動汽車能源供給回到傳統汽車的加油站方式。”王秉剛強調，在中高端乘用車的設計上，應該同時具備快充和慢充接口，這樣的設計比較適合。
“基礎設施建設需要從消費者的實際需求出發，從有利於電動汽車健康發展的角度出發，同時還需要考慮電網的負荷能力。”王秉剛認爲，綜合來看，出於長途旅行和運營車輛的考慮，應當在公共充電樁中佈局一定數量的快充樁來滿足相應需求，但比例應當符合實際市場需求，數量不應太多。
技術路徑及標準需儘快明確
在劉鍇看來，鑑於快充市場已經啓動，爲確保行業更健康地發展，採用何種快充路徑以及修訂相關標準需儘快明確下來。
據悉，因2015版國標對實現更快的充電速度有限制，近段時間整車企業、運營商和相關標準組織在積極探索實現快速充電解決方案時，主要採取兩種實現路徑：一是以車企爲主導的，在2015版國標基礎上進行升級、並能與2015版國標充電設施兼容；另一種則是由相關標準組織和部分充電設施運營商、製造商主導的超級充電系統，目前該充電系統不能直接兼容現有的2015版標準，需要配備轉接頭。
“兩種路線差異較大，同時還會給電動汽車用戶帶來較大影響，因此業內必須儘快確定以哪一種方案爲基礎，形成快速充電標準。”在劉鍇看來，由於未來快速充電車型在整體新能源汽車產品的佔比中仍然較小，而存量和新增的大部分電動汽車仍將採用2015版國標快充標準。因此，在2015版國標基礎上，升級實現快速充電與現有標準兼容，充電接口不變，有望成爲對用戶最友好、社會成本最低的解決方案。目前多家車企選擇了基於2015版國標，通過升級來實現快速充電的相應車型開發，有關的充電樁也在積極佈局中。
“大功率快速充電相關業態的發展應堅持以市場需求和用戶友好爲導向，快速充電會在一定場景和部分車型上有較大需求，同時換電場景也有快速充電需求，快充技術的發展要在兼顧現有技術形態、標準要求、充電設施保有量等因素的基礎上穩妥實施。”據充電聯盟理事長董揚透露，充電聯盟將盡快編制完成《對大功率（快速）充電調研情況和相關意見建議的報告》並呈報政府有關部門。本報記者 施芸芸 《 中國汽車報 》（2021-06-14 007 版）