随着新能源汽车销量渗透率的不断提升,电池电量的不断攀升,对于新能源汽车用户来说,补能的速度就变成一个最大的痛点。要想继续蚕食燃油车的市场,充电就要像加油一样便捷和快速,所以超充技术应运而生。
2024年被誉为中国“超充”发展的元年。在国家大力支持基础充电设施建设的同时,各地方政府也在积极推动超充的建设。
来源:华为数字能源
超充定义
超充是一种高功率充电设施,用于为新能源汽车提供快速充电服务。可以在10分钟内将电量由20%充至80%,即在10分钟内要新增超过55度电或者320公里的续航。超级快充设施一般指单枪充电功率不小于350千瓦、最大输出电压不小于1000伏、持续充电电流不小于400安的成套充电设备。
2024年3月19日,我国第一个超充的地方标准由深圳制定出来了。深圳市发展改革委、市市场监管局联合组织制定的《电动汽车超级充电设备分级评价规范》和《电动汽车集中式公共充电站设计规范》正式发布。这是全国首次发布的超充设备分级评价和超级充电站设计的地方标准,在行业内首次明确了超充设备单枪额定功率不低于480kW,将于2024年4月1日起正式实施。
超充桩
超充桩搭载了大功率充电技术,其充电功率普遍在480kW及以上,大部分的“超充”充电桩还采用液冷技术,以保证在新能源车辆大功率充电时控制柜和充电桩线缆能处在一个安全、高效的温度范围内,相比传统的快速充电桩和交流慢充桩,“超充”充电桩的充电速率有着显著的提升,能够在极短的时间内为新能源汽车提供大量的电量,使得新能源车主能够享受到类似加油站加油的极致充电补能体验。
哪些车可以用
首先,支持高压“超充”的新能源车型可以直接感受到“超充”充电桩的极致充电补能体验;其次,“超充”充电桩和快速充电桩一样,本质上也是“直流充电桩”,充电接口标准也都一样。所以,仅支持快充的普通新能源车辆也是可以在“超充”充电桩上进行充电,不过因为此类车型不支持“超充”,“超充”充电桩会自行进行智能识别,把充电功率降到车型支持的范围内。
超充技术
液冷超充技术是一种先进的充电技术,它通过在充电设备中采用液体冷却技术,可以更快速、更高效地充电。液冷超充技术解决了散热与大功率充电不可兼得的问题,加快了充电速度。此外,液冷超充技术还有高效、稳定和安全的特点,适用于各种类型的电池,包括锂离子电池、镍氢电池等。
液冷超充技术是利用液冷系统来加速电动车充电的创新方法,其技术的核心在于高效的液冷系统,这种系统由多个关键组件组成,包括散热器、冷却液、泵和管道网络。与传统的空气冷却系统相比,液冷超充技术能够实现更快的充电速度。
来源:华为数字能源
充电桩类型
“慢充”,俗称交流充电。其利用交流充电桩把电网的交流电输入电动汽车的慢充口。交流充电桩只提供电力输出,不直接对电池充电,需连接车载充电机转换成直流电给车载电池充电。受限于体积、成本,车载充电机功率一般较小,充电速度较慢,一般的车型需要6到8个小时才能将电池充满。
“快充”,俗称直流快充。一般指大功率直流充电。与交流慢充不同的是,直流充电桩先把电网的交流电在桩内转化成直流电,再将直流电输送到电动汽车的快充口,电能直接进入车辆动力电池可以在1个小时甚至更快时间内充电至80%。
“超充”,是快充的升级版。其能够在10分钟或更短的时间内为电动汽车充电80%,从而显著减少充电时间,提高充电站的使用效率。
慢充、快充和超充的区别
按照充电时间的长短可以把电动汽车充电桩分为慢充、快充和超充三类。区别在于电压和功率,比如慢充的输入电压为220V,充电功率多为7kW,快充则升至380V和60kW。
超充和快充一样使用直流电,不过功率更大、充电时间更短。超充在业内一般定义为:具备单枪充电功率不小于350kW,最大输出电压不小于1000V,持续充电电流不小于400A。
通俗来说,三相120kW-360kW的超充桩,只需10-20分钟即可充满40kWh容量电池,而单相7.2kW的慢充桩则需要6小时,差距明显。
来源: 优优绿能
对新能源汽车、充电标准的要求
作为新能源汽车充电的最新技术,超充对新能源汽车端和能源供给端也提出了新的要求,主要体现在车型充电电压提升、充电接口标准完善升级两个方面。具体如下:
1、支持超充的高压平台车型数量快速增加,预计800V高压平台有可能成为未来电动汽车发展的主流趋势
2019年以前,新能源汽车以400V平台为主,充电功率基本在200kW以下。随着新能源车续航里程提升,快速补能需求增加,全球车企聚焦高压充电平台技术并加快高压超充车型研发工作。2019年保时捷发布了全球第一款搭载800V高压平台的量产车型Taycan后,800V级别的高压快充车型不断涌现。2023年11月广州车展上,近35家新势力和传统车企共推出了50多款支持800V高压平台的车型。
可以预见,800V高压平台很有可能将成未来电动汽车发展的主流趋势。有研究机构预计2025年新能源主流车型将均支持高压快充,2026年800V以上高压平台车型渗透率可达50%。
主流800V平台车型
2、国内技术标准已经修订完善,支持超充技术推广应用
充电标准是保障电动汽车与充电设施互联互通以及安全可靠充电的基础。之前,我国新能源汽车充电直流标准中支持的最高充电功率约250kW。随着电动汽车续驶里程增加、动力电池充电倍率提升,消费者对车辆快速补充电能的需求日益强烈。2023年9月,国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)正式发布了《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口》(GB/T 20234.3-2023)和《电动汽车传导充电用连接装置 第4部分:大功率直流充电接口》(GB/T 20234.4-2023)两项新标准,规定了两种直流充电接口标准。前者即行业中所说的“GB2015+”标准,后者即“Chaoji”标准,两种标准均支持350kW以上的直流超充功率要求,进一步从标准层面支持超充技术的推广应用。其中GB2015+标准已经实施,Chaoji标准于2024年4月起即将实施。目前我国已有的超充桩设施基本采用GB2015+标准。
“GB2015+”标准接口(左)和“Chaoji”标准接口(右)
相关政策
1、广州
2022年9月27日,广州市工信局发布《广州市加快推进电动汽车充电基础设施建设三年行动方案(2022-2024年)》,明确提出,2024年,广州市要基本建成“一快一慢、有序充电”的充换电服务体系和“超充之都”。
要求全市充换电设施服务能力达到约400万千瓦,建成超级快充站约1000座、“统建统管”小功率慢充小区约1000个、换电站约200座。要求新建住宅小区配建停车位必须100%建设充电设施或预留建设安装条件,新建公共停车场停车位应按不低于30%的比例建设快速充电桩。
2、重庆
今年3月,重庆率先发布《重庆市新能源汽车便捷超充行动计划(2024—2025年)》,配套出台《重庆市超充基础设施建设技术指南》,推出全市统一公共超充品牌“重庆捷充”。
目标全市建成超充站2000座以上,建成超充桩4000个以上。支持超充站建设单枪功率480kW以上的液冷超充。鼓励将超充和V2G纳入新能源汽车产品功能范围。
3、北京
今年8月14日,北京发布关于《本市加快推进新能源汽车超级充电站建设实施方案》的通知。明确提出,到2025年底,建成超充站1000座。
制定本市超充站建设和运营规范。统一超充站规划设计、充电功率分级、场站标识、设备参数、工程实施和竣工验收标准。
发展现状
1.车企纷纷布局
2019年以来保时捷、比亚迪、极氪、广汽埃安、小鹏等主机厂陆续发布800V及以上高压平台,充电峰值功率大幅提升。
来源:比亚迪汽车
2.特斯拉超充走在行业前列
2012年9月,特斯拉推出第一代超级充电桩,峰值充电功率达90KW;2014年推出第二代超级充电桩,峰值充电功率达120-150kW,可以实现10min100KM或SOC20%-80%30min。2023年特斯拉推出最新第四代超级快充桩,峰值充电功率进一步提升至350KW。截至2023年9月份,特斯拉全球布局充电桩超过5万个。
来源:特斯拉
3.华为全液冷超充
“一杯咖啡,满电出发”,这是华为全液冷超充技术为用户带来的极致充电体验。据了解,全液冷超充主机最大功率达到720kW,超充终端最大功率600kW,可实现最快接近“一秒一公里” * 的极速补能,充电5分钟续航200公里,且一次充电成功率约99%。
并计划于2024年率先在全国340多个城市和主要公路部署超过10万个华为全液冷超快充充电桩,实现“有路的地方就有高质量充电”。
来源:华为数字能源
应用案例
1、国网北京充电站
就在近日,国家电网在北京建设的首批超级充电站正式投运。据了解,首批超充站日均服务能力可达700车次,采用了1000伏的高电压技术平台,运用了液冷超充技术,单枪最大输出功率可达600千瓦,既能满足社会车辆的普遍充电需求,同时对于具备超级快充电池技术的车辆,也能够在10分钟内满足它的快速补电需求。
来源:国家电网
2、广西首个光储超充放综合能源站
近日,广西首个光储超充放综合能源站南宁五象综合能源站建成投运,该站集光伏发电、储能液冷超充、V2G充电桩等多个车网互动技术于一体,最高充电速度可达到“一秒一公里”。根据测算,站内的7台15千瓦V2G充电桩反向放电2小时,新能源车可向电网反送电量100千瓦时,能够满足12户家庭一天的用电需求。
来源:央视新闻客户端
3、海外首个液冷超充站
2024年3月13日,土耳其领先的能源公司Enerji SA携手Zebra与华为数字能源共同打造的首座液冷超充站点在土耳其正式上线。该站点配置一台华为600kW液冷超充主机,两台Zebra 500kW超快一体双枪终端,能同时满足4辆车的快速充电需求。
来源:华为数字能源
超充代表企业
1、华为数字能源——华为全液冷超充华为全液冷超充,融合光储,打造极致体验。充电主机支持叠光与直流叠储,实现智能削峰,减免市电改造。即充即走“一秒一公里”,液冷超充终端最大功率600kW,畅享“一杯咖啡,满电出发” 极速充电体验。不挑车型,来车即充,一次插枪充电成功率高达99%,200-1000伏充电范围匹配所有车型,电车出行不焦虑。智能降噪,设备正常运行时噪声低于55db。
图片来源: 华为数字能源官网
2、盛弘股份——800kW天玑柔性共享超充堆盛弘800kW天玑柔性共享超充堆,输出电压可达1000V,拥有超充600A大电流,可持续2小时以上稳定电流输出,双枪并充最大1200A,充电1秒钟,续航不止1公里,完全覆盖当前超充车型的充电需求。
图片来源: 盛弘电气
3、ABB——480kW大功率液冷超充ABB 480kW大功率液冷超充设备,最大输出功率为480kW,峰值输出电流高达650A,可兼容未来800V及以上的高电压平台的新车型,实现充电5分钟续航200公里,同时为四辆车进行充电,减少充电排队等候时间。
图片来源:ABB电气
4、绿能慧充
绿能慧充大功率群充系统兼容超级液冷终端,支持1000V电压平台,电流输出最大可达600A,单枪最大功率可达800kW,适配未来更多车型的充电需要,保证技术的持续领先性,实现了1秒1公里的充电速度。
图片来源: 绿能慧充
5、特来电
特来电液冷直流充电终端可支持电动汽车在10分钟内完成0-80%的补能过程,充电功率最快可达600kW,需与群充系列中的充电箱变/群控箱配合使用,为电动汽车带来加油般的充电体验。
图片来源: 唐山供销特来电
写在最后
超级充电站作为新能源汽车充电基础设施的重要组成部分,正逐步成为推动绿色出行、促进能源转型的关键力量。它们凭借高效的充电技术和强大的充电能力,极大地缩短了电动汽车的充电时间,有效缓解了“里程焦虑”,提升了用户的使用体验。
在政策的大力支持下,超级充电站的建设步伐不断加快,网络布局日益完善,为新能源汽车的普及和可持续发展奠定了坚实基础。未来,随着技术的不断进步和应用的持续深化,超级充电站将引领充电行业迈向更加智能化、便捷化的新阶段,为构建绿色低碳的交通体系贡献力量。
来源:内蒙古交通集团、 北京交通发展研究院、寰晟电力HSPE等综合整理