國(guó)內(nèi)車市在2018年迎來(lái)20多年來(lái)首次下滑，但新能源車產(chǎn)銷量卻雙雙突破百萬(wàn)成為增長(zhǎng)的關(guān)鍵力量。就在新能源車快速普及的當(dāng)下，續(xù)航里程一直是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)者最關(guān)注的問(wèn)題。

毫無(wú)疑問(wèn)，更遠(yuǎn)的續(xù)航里程，將為新能源車的大規(guī)模普及起到重要推動(dòng)作用。但由于動(dòng)力電池技術(shù)還未取得革命性突破，通過(guò)增加電池容量來(lái)解決里程焦慮的進(jìn)展較慢。

不過(guò)不用擔(dān)心，目前特斯拉、保時(shí)捷、北汽新能源等一眾國(guó)內(nèi)外車企和供應(yīng)商都在積極研發(fā)超級(jí)快充技術(shù)，像是保時(shí)捷首款純電跑車Taycan的800V超級(jí)快充，4分鐘即可充入100公里的行駛里程。

如果這種充電技術(shù)得以普及，即使電池容量不增加，里程焦慮也將不復(fù)存在。

日前，車東西采訪了北汽新能源、新特、國(guó)家電網(wǎng)等多家車企與充電樁企業(yè)的技術(shù)高管，就超級(jí)快充的技術(shù)原理、研發(fā)難點(diǎn)、行業(yè)現(xiàn)狀等關(guān)鍵問(wèn)題有了更明確的認(rèn)識(shí)與了解。

20分鐘充滿一輛純電SUV

1月11日的北京已是嚴(yán)冬，但在首都北部的昌平未來(lái)科學(xué)城一隅卻熱鬧非凡。

就在這一天，國(guó)家電網(wǎng)在未來(lái)科學(xué)城內(nèi)設(shè)立了北京地區(qū)首個(gè)乘用車超級(jí)快充樁，并且聯(lián)合北汽新能源一道，進(jìn)行了乘用車超級(jí)快充測(cè)試。

在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，一輛改裝過(guò)的白色的北汽新能源EX3純電SUV（該車還未上市）緩緩駛近充電樁，工作人員向車頭的充電口插入充電槍后開(kāi)始充電。

過(guò)了沒(méi)多大一會(huì)兒，國(guó)家電網(wǎng)超級(jí)快充樁的顯示器上顯示出了相關(guān)信息，充電電流達(dá)到263.3A、電壓611.1V，算下來(lái)充電功率達(dá)到了160kW。

160kW的充電功率是什么概念？即1小時(shí)可以充電160kWh，30分鐘可充電80kWh。

作為對(duì)比，目前常說(shuō)的電動(dòng)汽車快充技術(shù)指使用60kW的直流充電樁進(jìn)行充電，而號(hào)稱超級(jí)快充的特斯拉，最大充電功率為145kW。

目前，大部分純電動(dòng)汽車的電池容量都在50-80kWh，按照這個(gè)功率計(jì)算，理論上30分鐘即可充滿80kWh的電池。即使是目前電池容量最大的特斯拉P100D車型，也僅僅需要37分鐘左右即可充滿。

當(dāng)然，實(shí)際充電式不可能全程最大電流/電壓，實(shí)際所需時(shí)間要略長(zhǎng)一些，但仍是巨大的提升。

據(jù)了解，北汽新能源這套車載快充技術(shù)由北汽新能源工程院自主研發(fā)，可在700V的高壓下實(shí)現(xiàn)最大400A的直流快充，即最大充電功率可達(dá)到280kW。

據(jù)報(bào)道，EX3未來(lái)或?qū)⒋钶d61kWh的鋰電池組，按照160kW充電功率計(jì)算，理論上22分鐘充滿，而280kW下則僅需13分鐘（實(shí)際會(huì)略長(zhǎng)）。

很明顯，這種超級(jí)快充技術(shù)較目前1小時(shí)+的快充技術(shù)有了質(zhì)的提升，將大幅提升用戶體驗(yàn)，消除里程焦慮，同時(shí)也將成為車企之間的一個(gè)熱點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)方向。

豪華品牌激戰(zhàn)大功率快充

正如上文所言，目前一般電動(dòng)汽車支持的直流快充技術(shù)充電功率多在60kW左右。而對(duì)于售價(jià)更高的豪華品牌來(lái)說(shuō)，搭載更大功率的快充技術(shù)，則是提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作。

在這方面，特斯拉可謂是量產(chǎn)電動(dòng)車中的急先鋒。

這家致力于研發(fā)制造豪華電動(dòng)汽車的公司自誕生之日起就盯上了超級(jí)快充技術(shù)，其ModelS和X車型使用自家的SuperCharger超級(jí)裝電站的最大充電功率為145kW（此前為120kW），屬于量產(chǎn)電動(dòng)汽車中的充電速度最快的選手，也是充電標(biāo)桿。

正如500公里續(xù)航和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一樣，特斯拉所探索的設(shè)計(jì)都成了豪華電動(dòng)汽車的“標(biāo)配”。

2018年，奔馳EQC、奧迪e-tron相繼發(fā)布，在續(xù)航向500公里看齊的同時(shí)，也均提供了大于100kW的快充技術(shù)，EQC的快充功率為110kW，而奧迪e-tron則達(dá)到了150kW（如下圖）。

2018年6月9日，保時(shí)捷宣布旗下首款電動(dòng)跑車MissionE的量產(chǎn)車定名Taycan，正式加入戰(zhàn)局。

MissionE除了擁有高達(dá)440kW（約合600馬力）的動(dòng)力和3.5秒的百公里加速實(shí)力外，保時(shí)捷也一直在強(qiáng)調(diào)其800V超高壓電氣系統(tǒng)帶來(lái)的極速快充體驗(yàn)。

按照保時(shí)捷官方的說(shuō)法，Taycan在15分鐘內(nèi)即可充電80%，或者充電4分鐘即可行駛100公里。據(jù)外媒報(bào)道，Taycan的超級(jí)快充系統(tǒng)最大功率或可達(dá)到350kW。

很明顯，待Taycan在今年年底量產(chǎn)后，其也將成為充電速度最快的量產(chǎn)電動(dòng)汽車。

除了給自家的新款電動(dòng)車配備超級(jí)快充技術(shù)，寶馬、戴姆勒在2016年還聯(lián)合大眾、福特等歐美一線車企成立了一家名為IONITY的充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商在歐洲推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

成立合資公司并不新奇，新奇的是IONITY計(jì)劃在歐洲主要路線周圍鋪設(shè)400座350kW的超級(jí)充電樁。

這一動(dòng)作背后的意義很明顯，即寶馬、戴姆勒、福特、大眾等車企巨頭都準(zhǔn)備在自家車型上落地350kW快充技術(shù)（保時(shí)捷與奧迪都屬于大眾集團(tuán)）。

當(dāng)然，傳統(tǒng)車企巨頭們的動(dòng)作也都被特斯拉和馬斯克看在眼里。

馬斯克在2016年就在Twitter上透露了特斯拉正在研發(fā)第三代充電技術(shù)——SuperChargerV3。而當(dāng)有網(wǎng)友詢問(wèn)其輸出功率是否為350kW時(shí)，馬斯克竟然回復(fù)稱“只有350kW？你以為這是兒童玩具？”

言下之意即SuperChargerV3的充電功率將遠(yuǎn)大于350kW。

不過(guò)經(jīng)過(guò)兩年多的研發(fā)后，SuperChargerV3的部署時(shí)間從2018年夏天推遲到了2018年底，又推遲到了2019年。

在2018年第一季度財(cái)報(bào)會(huì)議上，特斯拉CTOStraubel表示，其并不看到350kW左右的大功率快充，因?yàn)檫@會(huì)犧牲車輛電池的續(xù)航里程和耐用性，而馬斯克隨后也表示更看好200—250kW的充電技術(shù)。

去年11月，馬斯克在Twitter上透露，特斯拉的超級(jí)充電樁在2019年將翻倍（即達(dá)到2.3萬(wàn)個(gè)），同時(shí)也會(huì)部署SuperChargerV3。

至于特斯拉的超級(jí)快充技術(shù)能達(dá)到多少kW，到今年部署時(shí)才能知道結(jié)果。

超級(jí)快充：車和樁都需要升級(jí)

電動(dòng)汽車充電速度快不快，關(guān)鍵要看充電功率。

目前，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車使用交流電的家用充電樁充電功率多在10kW以內(nèi)，叫做慢充。使用直流電以50-60kW左右的功率進(jìn)行充電的系統(tǒng)叫做快充。

而特斯拉的145kW快充系統(tǒng)則遠(yuǎn)高于普通快充，因此特斯拉將其命名為SuperCharger超級(jí)充電站（樁）。

而隨著保時(shí)捷MissionE的350kW快充系統(tǒng)和IONITY的成立，350kW大功率快充技術(shù)成為充電技術(shù)的前沿?zé)狳c(diǎn)，各國(guó)車企和供應(yīng)商都在積極研究，這一技術(shù)被稱為大功率快充HPC（HighPowerCharging）。

目前，全球的研發(fā)范圍在200-500kW，其中又以350kW和500kW為研究重點(diǎn)。

從物理學(xué)來(lái)說(shuō)，功率=電壓X電流，所以大功率充電系統(tǒng)需要在充電樁和車輛兩個(gè)層面，同時(shí)關(guān)注電壓和電流問(wèn)題。

1、車和樁都需要升級(jí)

目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)電動(dòng)汽車的電壓平臺(tái)多在400V左右，即其電機(jī)、電池、電控等相關(guān)系統(tǒng)的工作電壓均在這個(gè)范圍。因此想要在400V電壓平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)350kW的大功率快充，其車內(nèi)電流就要達(dá)到350kW/400V=875A，而目前電動(dòng)汽車內(nèi)部線路能夠承受的電流則多在250A左右。

大電流需要極粗的線纜才能承受，而線纜粗了之后又會(huì)產(chǎn)生極大的熱量，即影響車內(nèi)空間布置，同時(shí)又需要液冷系統(tǒng)進(jìn)行熱管理，效率較低。

因此保時(shí)捷的做法與城市輸電網(wǎng)絡(luò)一樣——采用超高壓，所以能看到Taycan的整車電壓平臺(tái)提升到800V，這樣其內(nèi)部線纜只需要承受437A的電流。

小鵬汽車負(fù)責(zé)的充電相關(guān)的技術(shù)總監(jiān)王敏告訴車東西，目前乘用車零部件供應(yīng)商幾乎都沒(méi)有800V相關(guān)的功率部件，因此只有保時(shí)捷這種豪車巨頭才有能力調(diào)動(dòng)其自己的供應(yīng)商一起，研究一款800V電壓機(jī)構(gòu)的電動(dòng)汽車，進(jìn)而使用350kW快充系統(tǒng)。

北汽新能源技術(shù)總監(jiān)李玉軍向車東西確認(rèn)，北汽新能源進(jìn)行大功率快充測(cè)試的EX3也沒(méi)有使用量產(chǎn)部件，其通過(guò)更換電容、IGBT，提升絕緣等級(jí)等辦法進(jìn)行了整車平臺(tái)的升壓處理。

熱管理層面，王敏和李玉軍都表示目前主流的做法就是液冷，除了提升電池的液冷能力，還需要給直流充電線路、充電口提供液冷系統(tǒng)，具體做法相當(dāng)于是電線外包上一層管道，讓其循環(huán)冷卻液。

2、電池技術(shù)還有待提升

落地大功率充電技術(shù)，除了車輛平臺(tái)需要升壓，車外的充電樁也需要配套升級(jí)。

相比車輛，充電樁需要更換更大功率的功率模塊、帶有液冷系統(tǒng)的充電槍和線路即可提升功率，技術(shù)難度要比車輛部分容易。

這也是為什么保時(shí)捷、IONITY、國(guó)家電網(wǎng)、現(xiàn)代汽車等企業(yè)都已經(jīng)部署了350kW的大功率充電樁，但是卻仍然沒(méi)有看到支持350kW快充的量產(chǎn)車的原因。

小鵬汽車研究院的技術(shù)總監(jiān)王強(qiáng)軍認(rèn)為，對(duì)車輛和充電樁進(jìn)行升壓并部署熱管理系統(tǒng)并非核心難點(diǎn)，真正的難題在于動(dòng)力電池。

據(jù)其介紹，目前車用動(dòng)力電池的充放電倍率多在1-1.2C之間，而如果要達(dá)到350kW的快充功率，100kWh的電池就需要達(dá)到3.5C的充電倍率，遠(yuǎn)高于目前的技術(shù)水平。

不過(guò)北汽新能源技術(shù)總監(jiān)李玉軍則認(rèn)為，動(dòng)力電池本身就分為功率型和能量型等類別，目前乘用車使用的多為能量型（三元鋰電池），因此充電倍率較低，其實(shí)商用車領(lǐng)域已經(jīng)擁有支持大功率快充的動(dòng)力電池。

例如寧德時(shí)代，其就擁有5C、甚至6C的磷酸鐵鋰電池，但是能量密度要低于三元鋰電池。

所以正如特斯拉CTOStraubel所言，目前的電池技術(shù)下，如果要實(shí)現(xiàn)350kW的大功率快充，就會(huì)犧牲一定的續(xù)航和耐久性。

所以電池技術(shù)的矛盾點(diǎn)在于，充電快的車單次跑不遠(yuǎn)，而單次跑的遠(yuǎn)的車，充電慢。

落地超級(jí)快充還要邁過(guò)三道坎

1、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未確定

在小鵬汽車充電系統(tǒng)技術(shù)總監(jiān)王敏和北汽新能源技術(shù)總監(jiān)李玉軍看來(lái)，目前大功率快充還沒(méi)量產(chǎn)的核心原因并非是車輛和充電樁方面的技術(shù)問(wèn)題，而是因?yàn)樾袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)未確定和產(chǎn)業(yè)成熟度不足。

目前全球大功率快充有兩大標(biāo)準(zhǔn)，一是日本的CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)和歐洲的CSS標(biāo)準(zhǔn)，兩者均為當(dāng)?shù)氐能嚻蟆㈦娏ζ髽I(yè)和政府共同制定。

在國(guó)內(nèi)，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)（簡(jiǎn)稱中電聯(lián)）也在推動(dòng)中國(guó)大功率快充標(biāo)準(zhǔn)的建立與推廣，國(guó)家電網(wǎng)、北汽新能源等企業(yè)都是標(biāo)準(zhǔn)制定小組的成員單位。

值得一提的是，2018年8月份，中電聯(lián)還與CHAdeMO簽署了合作協(xié)議，雙方將共同推進(jìn)快充技術(shù)的落地，以方便車企在中日兩地部署大功率快充技術(shù)。

小鵬汽車充電技術(shù)總監(jiān)王敏告訴車東西，中電聯(lián)剛剛啟動(dòng)大功率快充國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，2019年最多也就是出臺(tái)一個(gè)征求意見(jiàn)稿。在標(biāo)準(zhǔn)未定的前提下，車企、供應(yīng)商、充電服務(wù)商其實(shí)都無(wú)法推出相關(guān)產(chǎn)品。

“如果推出的產(chǎn)品跟標(biāo)準(zhǔn)不一致，后續(xù)就會(huì)被淘汰。”王敏說(shuō)道，“這也是遲遲沒(méi)有量產(chǎn)的零部件和車型面世的關(guān)鍵原因。”

2、市場(chǎng)尚未成熟

除了標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，北汽新能源技術(shù)總監(jiān)李玉軍則認(rèn)為，大功率快充會(huì)較大程度增加車輛成本和售價(jià)，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，其并不愿意花費(fèi)幾十萬(wàn)元購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)具備大功率快充的電動(dòng)汽車。

與此同時(shí)，隨著續(xù)航里程的日益增加，電動(dòng)汽車已經(jīng)能夠滿足城市通勤使用，對(duì)大功率快充的需求并不強(qiáng)烈。

“對(duì)于北汽新能源這種車企來(lái)說(shuō)，我們會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的需求和成本來(lái)提供產(chǎn)品，而非是什么前沿搞什么。”李玉軍說(shuō)道。

不過(guò)需要注意的是，保時(shí)捷為了配合Taycan的量產(chǎn)交付，已經(jīng)開(kāi)始在全球布局大功率快充站。

今年1月份的電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，萬(wàn)幫新能源/星星充電董事長(zhǎng)邵丹薇告訴車東西，星星充電就是保時(shí)捷在中國(guó)的獨(dú)家合作伙伴，未來(lái)將利用保時(shí)捷的技術(shù)在國(guó)內(nèi)布置大功率快充站，同時(shí)還將幫其進(jìn)行技術(shù)迭代升級(jí)。

3、電網(wǎng)負(fù)荷的矛盾有待解決

事實(shí)上，就車輛與充電樁技術(shù)本身之外，普及大功率快充的另外一個(gè)難點(diǎn)在于電網(wǎng)的負(fù)載問(wèn)題。

目前，大功率家用電器多在1-4kW之間，而一個(gè)大功率充電樁就高達(dá)320kW，相當(dāng)于數(shù)百個(gè)家庭的家用電器同時(shí)工作。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全北京每日電網(wǎng)負(fù)荷在2300萬(wàn)kW左右，換算一下只能支持7.18萬(wàn)個(gè)350kW充電樁同時(shí)工作，電網(wǎng)負(fù)荷的壓力有多大可想而知。

不過(guò)一位國(guó)家電網(wǎng)的工作人員卻告訴車東西，雖然現(xiàn)實(shí)中確實(shí)存在這樣的矛盾，但國(guó)家電網(wǎng)和相關(guān)機(jī)構(gòu)也在研究新的策略。例如目前比較前沿的V2G（車輛—電網(wǎng)）技術(shù)，就是要將未來(lái)數(shù)千萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車變成一個(gè)個(gè)儲(chǔ)能單元，從而平衡電網(wǎng)供需。

“目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中，后續(xù)會(huì)通過(guò)電網(wǎng)擴(kuò)容、V2G反向充電、錯(cuò)峰充電等多種策略來(lái)解決電網(wǎng)負(fù)荷問(wèn)題。”國(guó)家電網(wǎng)的工作人員這樣向車東西說(shuō)道，“推廣大功率充電樁是一個(gè)逐步完成的工作。”

結(jié)語(yǔ)：超級(jí)快充即將到來(lái)

總結(jié)來(lái)看，超級(jí)快充技術(shù)目前確實(shí)還在研發(fā)之中，涉及車輛和充電樁的電壓/功率平臺(tái)升級(jí)、系統(tǒng)和線束熱管理，以及標(biāo)準(zhǔn)的建立和配套零部件產(chǎn)業(yè)的成熟，眼下還沒(méi)有一臺(tái)可供使用的量產(chǎn)車型。

但也不必失望，以大功率為核心指標(biāo)的超級(jí)快充技術(shù)畢竟與L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)不同，已經(jīng)到了臨門(mén)一腳到的時(shí)候，保時(shí)捷、IONITY、國(guó)家電網(wǎng)、現(xiàn)代汽車等公司已經(jīng)設(shè)置了第一批350kW快充樁，中國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在未來(lái)1-2年內(nèi)也即將出臺(tái)。

2019年，我們至少能看到保時(shí)捷Taycan在歐洲用上350kW的超級(jí)快充。而隨著特斯拉SuperChargerV3的陸續(xù)部署、奧迪e-tron等車型的量產(chǎn)，國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)也將步入150-200kW時(shí)代，并將引領(lǐng)更快汽車廠商搭載大功率快充技術(shù)。

而到2020年，國(guó)內(nèi)或許就將迎來(lái)第一款支持350kW快充的量產(chǎn)車型，進(jìn)而真正解決電動(dòng)汽車的充電問(wèn)題。