当痛点成为爽点 超快充是最后的稻草？

当痛点成为爽点超快充是最后的稻草？

充电5分钟，续航200公里不再是梦。

近两年的国内动力电池市场中，三元电池与磷酸铁锂电池在装车量上呈现出“三七分”的格局。这也意味着磷酸铁锂的装车量将决定着一家动力电池公司的市场占有率。2022年7月，比亚迪在磷酸铁锂市场以41.9%的市占率超过宁德时代，跃居国内磷酸铁锂电池装车量第一。到了今年7月份，比亚迪在磷酸铁锂市场的份额已经达到43.18%，而宁德时代的市占率则从37.37%下滑至31.69%。磷酸铁锂电池装车量的下滑，让宁德时代在市场份额上的表现并不理想。2021年与2022年全年，宁德时代国内市占率分别为52%与48.2%，到了今年，宁德时代单月最低市占率已经低至40.83%。昔日的“宁王”亟需一款产品来保住市场份额。



8月16日，宁德时代破天荒地在宁德总部举办了一场线下产品发布会。发布会的主角是一款基于磷酸铁锂的4C超充电池——神行超充电池。据宁德时代官方介绍，这款电池壳实现充电10分钟、续航400km的超充速度。而作为全球首个基于磷酸铁锂正极材料的4C超充电池，神行超充电池拥有相比三元锂更高的性价比，或将让超充普及成为可能。那么问题来了，想要真正普及超快充，还有多远的路要走？宁王黑科技真的能改变当前新能源市场格局？本期《爱卡独角SHOW》我们来聊一聊。

为何要普及超快充？

随着新能源车的渗透率超过30%，电动车已然成为当下不可或缺的一种出行选择。相比传统燃油车，电动车的优势不言而喻。尽管相比传统燃油车，电动车更加经济、智能、环保，但想要在短时间内完全替代燃油车又是难以实现的。毕竟包括里程焦虑、补能困扰等在内的痛点一直困扰着电动车的发展，这也使得部分消费者选择了折中的插混车型。



随着电池组的能量密度不断提升，如今的电动车平均续航已经非常轻松能够达到500公里以上，宁德时代在去年也推出了续航能够实现上千公里续航的麒麟电池，这样的续航能力已经和传统燃油车几乎持平。虽然，续航里程的不断提升，消费者的里程焦虑得到了有效缓解，问题也随之而来。



更长的续航意味着搭载更大容量的电池组，更大容量的电池组带来更长的充电时间，这无疑成为阻碍电动车进一步发展的一道坎。动辄以小时计算的充电时间无论在长途自驾，还是城市通勤过程中都会让用户的使用体验大打折扣，当面对城市拥挤的充电设备以及高速服务区稀少的充电设备时，用户自然会选择更为折中的混动车型。补能已然成为限制电动车发展的一道关卡，超快充自然成为各大车企未来重要的布局方向。

多家车企已经参战

特斯拉无疑是最早布局超充的车企之一，目前其峰值充电功率可以接近250kW。除了特斯拉，保时捷也是在超级充电方面发力比较早的车企，保时捷首款纯电动车型Taycan上第一个采用了800V架构，充电功率可以达到250kW，当时其充电功率甚至压过了特斯拉。据官方介绍，它的充电功率还可以提升至320kW。



国内车企关于超充的竞争则更加激烈，小鹏则是率先落地超充的车企。目前推出的小鹏G9 650性能版车型能够选配4C超快充电池包，充电5分钟，续航增加超200公里。凭借这一性能，小鹏G9也喊出了全球充电最快量产车的口号。

吉利极狐长安极氪长城埃安岚图

广汽埃安曾在2021年发布过自己的超倍速电池技术，该项技术能够在4分50秒的时间为一台AION V充入35.1kWh的电能，实现207公里的续航，峰值充电功率达到了480kW。凭借这样的表现，埃安还获得了吉尼斯相关认证。目前上市的车型中，AION V Plus 70超充版搭载了这项技术，从官方给出的数据中可以看出，它能够在10分钟时间将电池电量从30%充至80%。与埃安充电速度相当的还有极狐，旗下的阿尔法S HI版支持最大800V 250A的超快充，充电10分钟可以续航近200公里。



除了以上已经将超快充实现落地的车企，部分车企虽然还没有拿出具体产品，但也都展示了自己在超充方面的发展进展。在今年的理想家庭科技日活动中，理想公布了最新的5C电池800V高压快充技术，实现了充电9分30秒就能有400公里续航的记录，号称将充电带入5G时代，该技术的充电功率从之前的100kW-300kW提升到了500kW，以容量为100kWh的电池组为例，充电9分30秒就能实现400公里续航，充电22分钟续航可达600公里。



比亚迪曾基于e平台3.0推出一款概念车型，这款名为“ecean-X”的概念车可以实现充电5分钟续航150公里。这说明，比亚迪e平台3.0上生产的后续车型可能也将会具备同样的超快充能力。极氪汽车采用了800V架构，宣称理论上支持360kW超级充电；岚图汽车则表示在800V架构和360kW超充桩的加持下，可实现充电10分钟续航400公里。此外，包括长城、极星等多家车企也在布局超快充。虽然各家车企目前的进展并不相同，但无一例外都将超快充作为了下阶段的重点发展方向，并都找到了各自的可行技术方案，落地也是迟早的事情。

为何要普及超快充？

普及超快充还有多远的路要走？

尽管各大车企都在布局超快充，想要普及超快充却并非易事。困难主要来自一下三点：

· 800V架构是基础，碳化硅元件是核心

想要提升车辆的充电速度无非就是提升充电功率，而这主要有两个办法：一是提升充电电压，二是加大充电电流。目前大多数电动汽车的牵引逆变器都使用了600V的模块，电池组的电压则限制在400V左右。在这一基础上，如果加大电流就会使车辆的电缆直径增加，导致电缆笨重，同时电流的提升导致系统功率的损耗也会增加，甚至发热也会更加严重。如果加大电压，则可以使同一根电缆的充电功率提升一倍以上，因此增加电压成为了目前超级快充最为便捷的方法，800V架构也因此应运而生。



车辆升级到800V架构的关键则在于高压元器件的改变，具体来说就是在主驱逆变器、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩等方面用上碳化硅元器件。何谓碳化硅？与手机超充充电器采用的氮化镓相类似，都属于第三代半导体。现阶段大部分车型上在主驱逆变器、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC)等元器件上采用的都是基于硅基IGBT功率模块。



在目前的400V架构下，硅基IGBT功率模块的最大承压为650V，如果车辆的电气架构提升到800V，考虑到开关电压过载的情况，需要功率半导体最大能够承受到1200V的电压，但在高电压下，硅基IGBT功率模块的损耗急剧上升，会导致车辆成本提升但能效下降的尴尬问题。碳化硅SiC由于自身高耐压性、低损耗、高功率密度、高热导率等优势，非常符合800V架构的需求。因此在800V架构中，需要采用碳化硅SiC元器件来进行替代，而相比硅基IGBT功率模块更高的价格，成为碳化硅SiC普及的阻碍。

· 4C倍率动力电池

为实现充电速度的提升，我们需要对电机和电控进行一定的调整，而为了实现超级快充，对于充电过程中最重要的载体——电池，也需要进行一定的调整。电池的快充主要看电池的充放电倍率，影响充电倍率主要有三个原因：电极材料、充电桩充电功率和动力电池温度。对于电池企业来说，充电桩充电功率是客观因素，电极材料和温度控制则是可以做出改变的地方。



目前车企的超充充电功率都可以达到350kW，以旗舰车型都采用的100kWh电池为例，大概需要17分钟可以充满，这就需要动力电池具备4C充电能力（指电池在15分钟内充满，3C充电指20分钟内充满，2C与1C依次类推，分别在30分钟和1个小时内充满）。



目前市面上有哪些动力电池达到了4C充电能力呢？小鹏G9搭载的容量为98kWh的动力电池来自中创新航，按照小鹏G9最大480kW的充电功率，只需要12分钟就能充满电，这意味着中创新航的动力电池具备4C以上的充电能力。此外，特斯拉Model 3标准续航版的电池容量为60kWh，如果以250kW的峰值充电功率来计算，电池也可以在15分钟内充满，也达到了4C充电能力。



值得一提的是，目前拥有4C充电能力的车型大多采用的是三元锂电芯，这成为4C电池普及的一道障碍。基于磷酸铁锂电芯的宁德时代神行超充电池正是为此而来。磷酸铁锂电池的总成本比三元锂低20%。再考虑到神行电池并没有采用弹性弹匣等结构，在结构成本上进一步优化，在价格上的吸引力更大。在新能源汽车价格战愈演愈烈的今天，神行超充电池的优势被进一步凸显。

· 超快充充电桩

充电桩充电功率也会影响到车辆最终的充电效果，这毋庸置疑，所以建设超级充电桩也必不可少。想要提升充电桩的功率就必须使用更多的充电模块，以350kW的充电桩来说，需要24个15kW充电模块并联或者12个30kW充电模块并联。



公开数据显示，30kW充电模块的单个成本为2000元，如果以充电桩内部都采用30kW的充电模块来算，12个就需要2.4万元，而250kW充电桩只需要9个，成本为1.8万，150kW充电桩只要5个，成本为1万元，而目前最多的直流充电桩的充电功率在50kW以下，其充电模块成本不足4000元。仅充电模块上就能有2万块钱的差价。为了实现超级快充，充电桩内部的一些电子元器件也需要采用碳化硅SiC技术，而同等尺寸下碳化硅的价格则是IGBT的3-4倍，这方面的成本提升也不可忽视。



特斯拉是最早布局超级充电的车企，目前已经推出了数代超级充电桩，第一代充电桩的功率为90kW，到第二代充电桩时，充电速度已经提升到了120kW，第三代充电桩峰值功率达到250kW，即将推出的第四代充电桩峰值功率则达到了350kW。小鹏汽车也推出了S超充桩，据官方介绍，单桩最大功率可达480kW，最大电流达到了670A，峰值充电功率400kW，远超特斯拉。即将推出首款纯电车型的理想也在积极布局超快充充电桩，总共有两种，分别是4C超充桩和2C快充桩。其中，4C超充桩的最大输出功率达到了480kW，2C快充桩的最大输出功率为250kW。第三方充电桩供应商也在积极布局超快充充电桩。在宁德时代总部大楼下出现的快卜“黑鲨”超充系统就极具代表性。这套系统采用了全液冷设计，单枪输出功率最高可达520kW。



今年6月19日，国务院办公厅印发《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》，《意见》提出，到2030年基本建成高质量充电基础设施体系，有力支撑新能源汽车产业发展，有效满足人民群众出行充电需求。建设形成城市面状、公路线状、乡村点状布局的充电网络，大中型以上城市经营性停车场具备规范充电条件的车位比例力争超过城市注册电动汽车比例，农村地区充电服务覆盖率稳步提升。由此可见，构建超快充网络符合国家层面新能源发展。

当超快充成为标配，市场格局将发生怎样的改变？

值得一提的是，作为一家to B的公司，宁德时代罕见在线下发布会上频频提及消费者：“让更多的老百姓使用前沿科技，享受到科技突破的红利。”可见，神行超充电池不再是单纯to B的科技大饼，而将是实打实落地的高科技产品。那么，以神行超充电池为代表的廉价超快充电池落地，将会给市场格局带来怎样的改变？



首先，“充电10分钟，续航400km”对于目前市面上绝大多数电动车来说，仅需10多分钟便能完成整个充电过程，这将大幅减少城市中充电桩的拥挤状况。其次，人们或将不再需要拥有更大续航能力的纯电车型，更大容量电池组带来更大的车身质量（更高电耗）以及更加高昂的价格，只要充电设施的建设跟上脚步，“随用随充”完全能够满足城市通勤和城际通勤的使用需求。



超快充电池的普及或将成为压垮燃油车的最后一根稻草。当续航、充电等“痛点”成为电动车的“爽点”，燃油车势必重蹈当年传统手机被智能手机取代的覆辙。而承压的不止燃油车，插混车型也将提前暴露“过渡方案”的本质，市场份额也将被纯电车型进一步吞噬。

全文总结：超快充是未来电动车的主要发展方向，这已成为行业的共识。然而，超快充也并非一蹴而就，至少从目前看来，宁德时代神行超充电池的到来仅仅是解决了超快充三大亟待攻克的难点中的其中一环，碳化硅高昂的价格在短期来看依然是阻碍超快充技术向下普及的一个难关。随着第三代半导体技术的不断发展，相信将会有成本更低的解决方案落地，届时新能源的拐点才会真正到来。

来源：爱卡汽车
2023-08-22