來源:36氪
“充電5分鐘,續(xù)航400公里”不再遙遠(yuǎn)
電動汽車的用戶態(tài)度長期兩極分化,家里有充電樁,買電動汽車就是“真香”,沒有充電樁,就是買了“電動爹”。
充電時間長、充電條件不確定,是電動汽車的通病,一個交通工具,受補(bǔ)能限制,工具效率不能充分發(fā)揮,遭受詬病在所難免。
這個短板也正暴露在各家電動汽車公司的銷量上。從6月到7月,理想汽車都憑借一款車型理想ONE沖上了新造車公司銷量榜首,而分別有兩款和三款車型在售的小鵬汽車和蔚來汽車,則位居其后。這背后的最大原因,顯然是理想汽車采用了可以加油的增程式動力方案,能抓取的客群是更廣泛的燃油車市場。
特斯拉同樣未能走出這個桎梏,其2020年全球銷量達(dá)到49.5萬臺,很大一個原因是啟動中國上海工廠這個第二引擎。今年第二季度特斯拉全球銷量20.13萬臺,中國工廠就貢獻(xiàn)了9.24萬臺,接近一半。德國柏林的特斯拉工廠正在加速建設(shè),顯而易見,特斯拉邁向年銷百萬臺的目標(biāo),將伴隨厚重的全球基建。
補(bǔ)能效率低成為阻攔電動汽車市場爆發(fā)的一道高墻,行業(yè)共識之一就是推廣大功率超快充技術(shù)。特斯拉的V3充電樁是行業(yè)技術(shù)先鋒,最大充電功率在250kW,但充滿一臺車仍然需要1小時左右。而由中國和日本推廣的ChaoJi超快充方案,則可以將乘用車的充電功率提升到400kW,用于商用車的充電功率更是能增加到900kW,充電時間可以大幅縮短到10分鐘以內(nèi)。
手機(jī)行業(yè)有一則廣告,“充電5分鐘,通話兩小時”,汽車超快充技術(shù)成熟后,“充電5分鐘,續(xù)航400公里”也不會遙遠(yuǎn),屆時,電動汽車的補(bǔ)能效率將接近汽車加油。當(dāng)然,這項超快充技術(shù)的推廣,需要電池、汽車和電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)配套的全面就位。
快充電池,誰先做到?
理想汽車CEO李想說過,400kW超快充技術(shù)的實(shí)現(xiàn),要匹配兩個前提條件,一個是能夠快速充電的4C倍率電池,另一個就是電動汽車的電壓平臺達(dá)到800V。
C是電池的充放電倍率單位,可以簡單理解為充、放電的速率,就是我們能以多快的速度,將電量存儲到電池中。如果1小時能充滿一臺車,那么電池就要具備1C的充電能力,如果具備4C—5C快充能力,就可以支持一臺車在10—15分鐘完成充電。
幾乎所有車企規(guī)劃里,都有800V電壓平臺的超快充車型,2019年上市的保時捷Taycan是典型代表,華為也計劃在 2021 年落地 750V 的閃充方案,15min 實(shí)現(xiàn)30%-80%電量;比亞迪于 2021 年發(fā)布的e平臺也搭載 800V 電壓平臺,吉利的量產(chǎn)車型極氪 001,也支持 800V 超級快充。
似乎完事具備,只缺一顆能支持快速充電的電池。
快充電池在手機(jī)行業(yè)已經(jīng)十分常見,宣稱“充電5分鐘,通話兩小時”的OPPO,正是選用了一款高達(dá)6C倍率的快充電池。但是在穩(wěn)定性為先的電動汽車行業(yè),電池充電倍率還普遍停留在1C水平,2C電池都尚未普及應(yīng)用。
一位新造車公司高管向36氪表示,現(xiàn)在的鋰離子動力電池有三大技術(shù)指標(biāo):能量密度、充電速度和安全性,這三個指標(biāo)就像一個三角形,此長彼短,相互制約,必須找到平衡點(diǎn),才能形成產(chǎn)業(yè)化落地。
而回看十余年的新能源汽車政策,都在鼓勵提升續(xù)航能力,而高續(xù)航能力直接對應(yīng)的是高能量密度。如今財政補(bǔ)貼大幅退坡,車企將直面客戶需求,充電就是一個亟待解決的痛點(diǎn)。快充電池也開始被重視。
巨灣技研是廣汽研究院孵化的一個快充動力電池項目,據(jù)介紹,該公司的快充三元軟包鋰電池已完成3次迭代,將于2021年9月,在廣汽AION V車型上搭載量產(chǎn),屆時,AION V超級快充將會有兩種電池包配置,總能量為73.3kWh,充電速率分別為3C和6C。
巨灣技研CEO裴鋒向36氪直言,新能源動力電池有兩個發(fā)展難點(diǎn),一是電池能量密度,二是充電速度,“過去十年,新能源汽車行業(yè)主要在解決能量密度問題,電池的續(xù)航里程已經(jīng)從150km左右提高到500km以上,解決了電池能量密度帶來的續(xù)航里程問題;充電速度、充電便捷性成為影響行業(yè)發(fā)展的主要問題。”
另一位行業(yè)人士也告訴36氪,快充能力與能量密度相互制約,如果能量密度不夠高,實(shí)現(xiàn)了快充能力,就會讓電池續(xù)航大幅縮水,“行業(yè)中的一個數(shù)據(jù)是,4C倍率電池通常要犧牲掉電池30%的能量密度。”
簡言之,能量密度和快充相互承接,但也指向兩個不同方向。成立于2011年的寧德時代,已經(jīng)在提高能量密度這條路徑上,成為全球電池巨頭。這也給初創(chuàng)公司了留下了機(jī)會。
巨灣技研CEO裴鋒表示,行業(yè)頭部公司都把大量資源都押在提升能量密度上,初創(chuàng)公司就可以走差異化路線。巨灣的快充電池計劃在今年9月交付上車,而寧德時代的快充電池尚未有推出時間表。
36氪從行業(yè)人士處獲悉,目前寧德時代也在加碼投入快充電池,其4C電池的主要合作車企有理想汽車,后者的電動車要在2023年推出。“如果他們(寧德時代)在2023年推出4C電池,我們就還有2年的窗口期,這很重要。”裴鋒說。
電網(wǎng)負(fù)載,不是個問題
大功率充電普及后,是否會對電網(wǎng)的負(fù)載帶來沖擊?在多位行業(yè)人士看來,答案是不一定。
昇科能源公司主要向行業(yè)提供360kW的超級充電站系統(tǒng),該公司CEO褚政宇告訴36氪,對于國家電網(wǎng)來說,大功率充電站這種集中式的用電場景其實(shí)是易于調(diào)控的。
“國家電網(wǎng)批給你一定的電力,你在這個范圍內(nèi)怎么用都無所謂,不會影響電網(wǎng)本身的能耗、效率,還有電能質(zhì)量。”褚政宇說,如果后續(xù)大功率充電鋪開,通過增加儲能設(shè)備,也能解決瞬間的大功率電力需求。
褚政宇舉例說,一個超級充電站一般配置4個360kW的充電樁,總功率是1440kW,但大部分情況只會用到700-800kW,“因?yàn)槿绻?臺車同時充電,一般會有一個排隊算法,控制充電功率,讓充電車輛依次達(dá)到充電的峰值功率。對于體驗(yàn)端來說,差別不會很明顯。”
即便是達(dá)到了1440kW的總功率,也可以通過儲能設(shè)施來解決,儲能電池是在平時閑置時充電,需要大功率充電時,提供額外的電力來源。當(dāng)然,行業(yè)還在早期,儲能電池成本仍然不菲。褚政宇說,電動車可以批量采購電池,成本一度電在700多人民幣左右,但儲能在充電站的應(yīng)用剛興起,每家的采購量也不大,“一度電基本要1000多塊。”
因此,褚政宇總結(jié),目前大功率充電設(shè)施普及的難點(diǎn),反而不是大家擔(dān)憂的電網(wǎng)端,而是產(chǎn)業(yè)端。首先面臨的一個問題是,市場上沒有足夠多的超充車,充電站運(yùn)營方會覺得經(jīng)濟(jì)性不高,投入動力就小,而用戶如果看不到很多超級充電站,則會覺得充電不方便,買超充車的積極性也不會高。
這就陷入典型的“先有雞還是先有蛋”的困境,目前來看,新造車公司很可能充當(dāng)破冰者。例如,大力推崇超快充技術(shù)的理想汽車就計劃先投入資金,自己去建設(shè)一定規(guī)模的超充站,支持自身的純電動汽車投放,讓第三方公司看到商業(yè)正循環(huán)。
而像昇科能源這樣的技術(shù)公司,也跟隨市場節(jié)奏,提供過渡方案。“充電模塊都是可以插拔的,我會給充電樁預(yù)留360kW功率,但是先配置一個180kW功率的充電模塊,保證充電站在這個階段的利用率。”褚政宇說,180kW的功率基本現(xiàn)在的車都能用,如果后續(xù)超充車普及開來,再通過增加充電模塊,將充電功率升級到360kW。
褚政宇判斷,超充車輛的爆發(fā)不會太遙遠(yuǎn),明年會有小批量的車企推出,到2023年會初步成規(guī)模。電動汽車真正替代燃油車的時代似乎越來越近。