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文 | 解碼 Decode
去年 3 月,華爲聯合中國電力企業聯合會、中國電動汽車百人會等多家單位發布了一個《中國高壓快充産業發展報告(2023-2025)》。
現在來看,華爲這篇探讨高壓快充技術發展趨勢和應用前景的報告,多少有些給自家超充業務鋪路的意味。
9 個月後在 2023 世界新能源汽車大會上,華爲終于放了大招:2024 年底前提供 10 萬台以上全液冷超充設備,70 萬 + 公共充電槍,覆蓋全國 340 座城市,并建設 4500 座以上高速超充站。
要知道華爲液冷超充樁去年 10 月才下線,目前覆蓋場站僅有 300+,對應小幾千個充電槍。而且此前市場預期是 2024 年建成 1 萬台,這 10 倍的增長着實震驚了業界。
作爲對比,中國充電樁數量第一的蔚來,截至到 2023 年年底累計建成 20455 根,其中超充樁隻有 9300 根;寶馬和奔馳成立的合資公司,計劃 2026 年前在中國建設大約七千根超充樁;全球第一的特斯拉截至 2023 年共有 5.5 萬個超充樁。
也就是說,華爲要在一年時間裏不僅把新勢力和傳統油車甩在身後,也要把特斯拉挑落馬下,它能做到嗎?
爲什麽是超充?
讨論華爲能否做到之前,先來解釋一下什麽是超充。
按照充電時間的長短可以把電動汽車充電樁分爲慢充、快充和超充三類。區别在于電壓和功率,比如慢充的輸入電壓爲 220V,充電功率多爲 7kW,快充則升至 380V 和 60kW。
超充和快充一樣使用直流電,不過功率更大、充電時間更短。超充在業内一般定義爲:具備單槍充電功率不小于 350kW,最大輸出電壓不小于 1000V,持續充電電流不小于 400A。
通俗來說,三相 120kW-360kW 的超充樁,隻需 10-20 分鍾即可充滿 40kWh 容量電池,而單相 7.2kW 的慢充樁則需要 6 小時,差距不可謂不明顯。
懸殊的落差就導緻用戶需求的一邊倒。
中國充電聯盟聯合能鏈智電發布的一份《2022 中國電動汽車用戶充電行爲白皮書》顯示,高達 72% 的用戶充電時選擇 120kW 及以上的大功率充電設施,僅有 2% 用戶選擇 30kW 以下的充電設施。
資料來源:锂解、億歐智庫
但目前已建設的充電樁以小功率慢充爲主,2022 年我國公共直流充電樁 150kW 以上的高功率樁市場占有率僅有 5%。
大功率快充基礎設施數量的不足,最主要的原因還是對應車型太少。2022 年 688.7 萬輛的新能源汽車銷量中,大約隻有 5 萬輛 800V 高壓快充車型。
進入 2023 年,800V 高壓快充車型紮堆上市。華安證券此前預計,2023 年高壓快充車型銷量約 121 萬輛,占純電車的 21%。也就是每 5 輛純電車中就有 1 輛是高壓快充車型。
理論上,密集上市的 800V 高壓車型能帶一下超充,但實際上效果有限,截至 2023 年 12 月 31 日,極氪、蔚來、小鵬、理想加起來才 3861 根。
而進展緩慢的原因,一方面是車企自建超充場站成本太高,另一方面就像棉花糖裏沒棉花,魚香肉絲裏沒有魚,車企賣力宣傳的 800V 高壓車型也是有水分的。
所謂的 800V 不是一個準确數值,而是作爲中間值,統指市面上電壓範圍在 550V-930V 的整車高壓架構,涵蓋電池系統、電驅系統、充電系統、功率器件等全套高壓部件。
因此像小鵬 G6 這樣動力電池額定電壓 551V 的車型也算壓線進入 800V 領域,但額定電壓隻有 530V 的極狐阿爾法 T5 就有待商榷了。
而且,大部分 800V 高壓車型都配備了升壓器,如蔚來 NT3.0、理想 MEGA、智己 LS6,主打一個向下兼容,通用 500V 充電樁。
雖然參數上打折,但 800V 車型較 400V 車型還是有效率上的提升。例如小鵬 G6 在自家超快充樁上,能達到電壓 580V、電流 492A、功率 285kW;在第三方國标樁上,則是電壓 558V、電流 250A、功率 140kW。
意味着即便在第三方充電樁,整體充電速度也比 400V 車型快一倍。而随着更多 800V 高壓車型推出,電動車用戶群體從先鋒用戶轉向大衆用戶,消費者的主要訴求從續航裏程變爲補能效率,更多支持超快充的充電樁鋪設就被提上日程了。
爲什麽難落地?
智界 S7 發布後不久便喜提了一個外号—— " 隻能加 95 号汽油的電動車 ",原因是該車僅支持 750V 以上快充,無法适配 500V 低壓樁。
不能向下兼容的原因,客服的回應是智界 S7 采用全系 800V 高壓平台,坊間猜測可能成本有限所以才閹割了升壓器。
這也讓外界将華爲造樁和造車聯系到了一起。
按照華爲的思路,造樁的業務邏輯和造車如出一轍,自己不建樁,而是幫助運營商造好樁。前期自建場站的目的主要是爲行業提供樣闆,後期還是要與國家電網、南方電網以及特來電等運營商合作。
本質上,華爲造樁的角色還是一個技術方案輸出方,而且還能趕上一波 " 基建紅利 "。
在國網快充樁招标中,80kW 充電樁占比已從 2020 年的 63% 下降至 2022 年的 37%,而 160kW 和 240kW 分别從 35% 和 1% 上升至 57% 和 4%。
資料來源:國家電網
在這種情況下,華爲的 10 萬根超充樁計劃,看上去是一筆穩賺不賠的買賣。不僅能把液冷超充的方案向全行業輸出,滿足大衆用戶的快速補能需求,還能助推自己的智選車業務。
但凡事沒有百分百,周華健大哥告訴我們,不經曆風雨怎能見彩虹。對華爲而言,風雨就是阻礙超充落地的兩個核心因素:車端功率半導體和配電網負擔。
因爲 800V 方案對于硬件要求增加,400V 平台的車必須要升級到碳化矽,車端對于超充的硬件才能達标。而芯片短缺問題一直是汽車行業存在的問題,所以對 800V 的配置會有影響,且車端還要有适配 800V 方案的動力電池。
但這些都不是核心因素,配電網端的問題可能才是關鍵。
通常情況下,現有配電網絡的設計并不能滿足超充規格,市面上快充樁功率小則幾十 kW,大則幾百 kW,這樣的大功率充電樁接入使用時會産生高電流和沖擊電壓。
比如上文提到的小鵬 G6,在其 S4 超充樁充電的峰值功率可達 287kW。充電是快了,還得電網承受得了才行。
辦公樓的單位用電指标是 30-70W/m ²,一棟 15 層的寫字樓,按每層 1500 平估算,功率在 1.1MW。而小鵬 S4 超充樁,最大功率達 480kW,3 個超充樁同時使用,最大功率可能幹過 1 棟寫字樓。
而且高壓快充對電網的影響還包括峰值負荷。把電網看成一根皮筋,它要有一定的彈性以應對随機的負荷峰值,但如果峰值負荷太大,超出伸展極限,皮筋就會斷掉,電網就會出問題。
對于配電網端的可行性,目前業内提出通過微電網、共享儲能解決超充對電網穩定性的沖擊。
微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發配電系統,是解決分布式電源直接接入電網所引起一系列問題的有效手段。
但目前來看,上述方案可能在成本問題上無法做到最優。
以美國 Electrify America 一個 350kW 大功率超充站爲例,配置一套特斯拉 350kWh、功率爲 210kW 儲能系統,價格約 21 萬美元,約爲 140 萬人民币。而一座 A480,5 座 120kW 充電樁的超充站在不含地租的條件下總成本約爲 112.2 萬元。
液冷超充樁初始成本較高,通過配置儲能解決電網容量不足、調節電網負荷的問題,也增加了較多的初始投資成本。
焉知新能源汽車此前分析,如果想要建設全是超充樁的超充站,配合儲能一座站的成本至少 200 萬起。而蔚來一座 2 代換電站不含電池跟地租情況下的成本約 125 萬元。
不過,有機構認爲應用充電度電成本,代替初始投資,衡量充電場站投資收益。
充電網作爲重要的新型基礎設施,應考慮未來技術叠代和标準升級,改變簡單比較單瓦成本的思路,引入全生命周期的充電度電成本進行評估。
資料來源:電動汽車超級快充産業峰會
據長虹集團測算,華爲全液冷超充方案度電成本要遠低于傳統方案,10 年整站度電成本 0.34 元 /kWh,分别較一體樁、風冷堆低 35%、26%,投資回收期僅爲 6.7 年。随着技術和制造水平的提升,最終成本會降下來。
尾聲
如果從成本來看,普及超充需要改造升級的地方雖然不多,但都要耗費很大成本,而且都不可控。比如布置大功率充電站需要增加電容,爲此電網要花上千億美金來改造城市的電力基建,難度确實有些大。
另外還有超充站的成本問題,樁站建設、配置儲能、地租等綜合成本已經超過了換電站,普通運營商負擔不起這麽重的資産。
以華爲全液冷超充終端爲例,一台 600kW 的全液冷超充價格高達 60 萬元,而 120kW 的風冷充電樁價格隻有 3-5 萬元。對運營商來說,在超快充車型市占率極低的當下,120kW/180kW 的風冷設備才是閉眼選擇。
所以,華爲能否在未來一年履行承諾,最終還是要看國網和三桶油這些大運營商,能有多大力度支持。
參考資料
[ 1 ] 電網:高壓快充,說愛你不容易,知乎
[ 2 ] 隻能加 "95 号汽油 " 的電動車:曝智界 S7 僅支持 750V 以上快充樁,驅動之家
[ 3 ] 當超充成本大于換電時,車企宣傳的 800V 優勢到底在哪?新出行
[ 4 ] 800V,2024 年電動汽車公司争奪的第一塊高地,電廠
[ 5 ] 充電樁行業 2024 年度投資策略:把握高壓快、超充主線,探尋液冷等投資機遇,長城證券
[ 6 ] 800V 高壓快充新技術系列報告(六):超充樁建設加速,液冷技術升級,光大證券