隨著新能源車市場不斷升溫，動力電池相關(guān)技術(shù)也在成為國內(nèi)外汽車廠商發(fā)力的重點(diǎn)。其中，大功率快充技術(shù)近來曝光率極高，且備受矚目。
大功率快充通常指，充電功率在350kW或以上，10-15分鐘可充滿電(4C-6C)，并以單槍方式給動力電池充電的技術(shù)。（充電速度業(yè)界通常用“C”倍率來表示，簡單理解就是1C充電，即一個小時充滿，2C充電，即半個小時充滿，數(shù)值越大充電速度越快。）
近來，歐美電動汽車對“大功率快充”炒得尤其熱鬧。
日產(chǎn)與美國最大電動汽車快速充電公共網(wǎng)絡(luò)EVgo將聯(lián)手在美國全境建設(shè)200個直流快速充電站；四大汽車巨頭合作建立的lonity充電網(wǎng)絡(luò)，計劃到2020年在歐洲主干線上修建約400個充電功率高達(dá)350kW的大功率充電站。
保時捷旗下首款電動跑車Taycan的800V超高壓電氣系統(tǒng)更是賺足了眼球；而特斯拉將會會部署SuperChargerV3，最大充電功率為250kW。
“大功率快充”這一概念因為各路車企發(fā)聲迅速升溫。這是否也意味，大功率充電在國內(nèi)短期內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)呢？
事實(shí)上，由于大功率快充應(yīng)用的前提是對冷卻技術(shù)、IGBT、動力電池冷卻監(jiān)測、電動汽車電壓等級及其安全性，電網(wǎng)負(fù)荷的整體解決方案，換言之，以上任何一項都是制約其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。也就是說，時下火熱，是別人家的“火熱”，在國內(nèi)，現(xiàn)階段的技術(shù)儲備和驗證還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
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?國內(nèi)實(shí)現(xiàn)大功率快充的技術(shù)與應(yīng)用挑戰(zhàn)
目前，我國大功率快充技術(shù)尚未完成模式驗證，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也未指定完成。簡單從電壓或電流兩個方向來看，提升電壓意味著動力電池、電氣零部件的電壓等級都提升；提升輸出電流，意味著充電樁上增加冷卻措施及其穩(wěn)定性及其關(guān)鍵，這樣一個電壓電流的問題在實(shí)際操作層面就成了車企、電池、充電樁需要共同面對的問題，涉及的材料，元器件更是紛繁復(fù)雜。
比如，據(jù)北汽新能源技術(shù)高級經(jīng)理白健介紹，大功率充電技術(shù)需要改進(jìn)PEU（動力控制單元），如：MCU（電機(jī)控制單元）中IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）需要重新選型、OBC（車載充電機(jī)）輸出側(cè)變壓器需要調(diào)整、電容和二極管等元器件要選用900V以上的耐壓等級器件；DC/DC方面，也需要調(diào)整輸入側(cè)變壓器；動力電池系統(tǒng)（BMS）和整車控制系統(tǒng)（VCU）方面，主要是溫度方面?zhèn)鞲衅鞯脑黾樱刂撇呗院捅Ｗo(hù)策略的調(diào)整和設(shè)計。另外，高壓線束方面也需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
再就是，如果把動力電池的電壓提升，那么電流輸出就會相應(yīng)變大，那么充電電纜的發(fā)熱量也會變大，發(fā)熱量大就要上冷卻措施。
目前用的主要是液冷系統(tǒng)，即在充電電纜上鋪設(shè)一個冷卻的液體回路，就類似于空調(diào)的壓縮機(jī)，把壓縮機(jī)裝到充電機(jī)柜里面，然后液體回路裝到充電電源里面去。但是，這就帶來了一個非常突出的問題：一旦冷卻系統(tǒng)失效，會將用戶放到一個極其危險的境地。
比如，2019年4月左右，一臺保時捷在歐洲某家4S店內(nèi)充電起火，業(yè)內(nèi)人士分析是冷卻系統(tǒng)失效所致（不過，保時捷官方并沒有給出個正式說法）。
另值得一提的是，充電系統(tǒng)與車輛的接口與充電協(xié)議。當(dāng)充電功率達(dá)到350千瓦以上時，其接口與充電協(xié)議的規(guī)范就是另外一套體系了，在國內(nèi)從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上來講依然需要時間。
除了上述制造方面的技術(shù)、研發(fā)等方面問題，還一個比較大的難題是如何應(yīng)用大功率快充。如果大功率快充規(guī)?；?，其對電網(wǎng)負(fù)荷要求也極大。
以杭州為例，截止2018年擁有機(jī)動車數(shù)量244萬輛，如果按照新能源汽車到2025年20%左右的替換率，疊加機(jī)動車復(fù)合增長數(shù)量，到2025年至少擁有50萬輛新能源汽車，如果按照高峰期2%新能源汽車使用大功率快充，即1萬輛，以350KW大功率充電為例，需要新增負(fù)荷約350萬千瓦，而目前杭州市區(qū)負(fù)荷總計約500萬千瓦，這幾乎是不可能完成的任務(wù)，更別提尚未計入的慢充樁，普通直流快充樁的負(fù)荷。
早在2016年，中電聯(lián)牽頭成立了大功率充電標(biāo)準(zhǔn)工作組，對大功率充電技術(shù)進(jìn)行了探討和研究，也做了相關(guān)實(shí)驗和設(shè)計。
中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化中心副主任劉永東表示，大功率充電技術(shù)是現(xiàn)有2015版充電技術(shù)路線的補(bǔ)充，在今后很長一段時間內(nèi)，大功率充電技術(shù)是在一定場景下的應(yīng)用需求，將和現(xiàn)有充電技術(shù)路線長期并存，不會替代現(xiàn)有充電技術(shù)。這也從側(cè)面印證了大功率充電尚存在著技術(shù)和應(yīng)用方面的雙重難題。
不過，他同時也認(rèn)為，大功率充電技術(shù)作為一項系統(tǒng)工程，從技術(shù)提出到完成標(biāo)準(zhǔn)制定，需要2-3年時間，為了適用2020年前后汽車的發(fā)展規(guī)劃，有必要現(xiàn)在抓緊開展大功率充電技術(shù)的研究、工程實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作。
持這種觀點(diǎn)的還有中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高，他指出，“我國要圍繞大功率充電展開超前研究，整車企業(yè)可以先進(jìn)行嘗試，也為標(biāo)準(zhǔn)的制定積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。而到2020年前后，我國必須要把大功率充電的問題摸透，屆時將進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定?！?
?中外大功率快充運(yùn)營差異與距離
趨勢面前，事實(shí)上目前國內(nèi)已經(jīng)有一些企業(yè)開始了大功率快充技術(shù)的研發(fā)，比如星星充電、萬馬新能源等研發(fā)了360kW及更大功率的快充產(chǎn)品。
（星星充電500千瓦液冷大功率充電設(shè)備）
不過這時歐美已經(jīng)舉起350千瓦甚至450千瓦的大旗。國內(nèi)與歐美之間的差距是明顯的，這種差距是否有超越的可能性，如何超越？
對于大功率充電的發(fā)展階段，國外已經(jīng)有了未公開場合的商用，比如在4S店內(nèi)的維修和樣車展示時會使用大功率充電，而在國內(nèi)還相對處于初步探索階段。雖然說有的充電設(shè)施運(yùn)營商已經(jīng)可以做到350千瓦及以上的設(shè)備，但整體上，除了前面我們提到的還沒有出臺具體的標(biāo)準(zhǔn)外，一個普遍的現(xiàn)象是，車端少有進(jìn)行整車相關(guān)系統(tǒng)的配套。
在歐美，充電設(shè)施都是車企在主導(dǎo)研發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營，比較商業(yè)化的一些充電設(shè)施運(yùn)營商背后的大股東也多是車企。
而在國內(nèi)，車企對于充電設(shè)施的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)的制定沒有特別高的積極性，除了蔚來汽車、小鵬汽車及威馬汽車在充電設(shè)施上做投入運(yùn)營，及后來者恒大，鮮有汽車涉足這一領(lǐng)域。相對歐美，在我國，依然是國家電網(wǎng)和設(shè)備制造商占據(jù)主導(dǎo)地位。
一位業(yè)內(nèi)人士向高工電動車說，好像他們在“自娛自樂似的，不管你車的需求到底是什么，就自己搞?！迸e例來說，國內(nèi)很多充電設(shè)施運(yùn)營商都在推60千瓦、120千瓦，但市場上的車大部分并不需要這么高的充電功率；反觀歐美就不存在這個情況，因為都是車企占主導(dǎo)地位。
2018年8月，中電聯(lián)與日本電動汽車快速充電器協(xié)會（CHAdeMO）簽署了技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)合作協(xié)議，計劃共同推動大功率充電技術(shù)、電動汽車與電網(wǎng)互動技術(shù)以及國際標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)透露，在這份合作協(xié)議中，我們前文提到的“充電接口”基本已經(jīng)有了，就是來自于日本的國標(biāo)，是一種插入電分開式的接口設(shè)計，其他的工作仍在進(jìn)行當(dāng)中。原計劃是不久發(fā)布接口的標(biāo)準(zhǔn)，但顯然一直在推遲。
其中緣由，是因為將車提高到350千瓦的充電等級需要全車整套系統(tǒng)的去升級匹配，而在國內(nèi)合資或自主品牌還沒有做這種樣車的計劃，所以在測試階段無法進(jìn)行實(shí)際操作，只能用仿真的實(shí)驗環(huán)境進(jìn)行測試。沒有實(shí)戰(zhàn)，當(dāng)然也就無法官宣。
在上述情況下，見國外在推動大功率充電，就以為大功率充電的時代也到來了，顯然是想多了?，F(xiàn)階段，大功率快充技術(shù)在國內(nèi)想要突破和普及，需要行業(yè)內(nèi)車企與充電設(shè)施相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的公司通力合作。
此外，一直以來，行業(yè)都存在一種思辯，即大功率快充會影響電池壽命。那么，快充對電池衰減性影響到底有多嚴(yán)重？
北京交通大學(xué)的YangGao等人研究就發(fā)現(xiàn)，充電速度對于鋰離子電池的循環(huán)壽命有著顯著的影響，將充電速度從0.5C倍率（2小時充滿）提高至1.5C倍率（40分鐘充滿）后，電池的容量衰降速度是0.5C倍率充電的4倍左右。這也就意味著經(jīng)常使用快充會導(dǎo)致動力電池的壽命顯著縮短。在現(xiàn)有的三元鋰動力電池技術(shù)下，大功率快充可能導(dǎo)致的電池壽命縮短現(xiàn)象更加顯著，用車成本將急劇攀升。
另一方面，現(xiàn)階段的快充對電池壽命和性能會有10%以上的損傷；自2015年至今至少有近百起在充電時引起著火的事故。幾乎涉及新能源所有品牌。設(shè)想一下，如果在350KW的快充條件下，這個事故數(shù)量和比例會不會更高?？梢赃@么說，充電功率越大，電池自身性能及車輛安全性能被降的越低。
綜合上述兩個大功率充電的主要問題，如果技術(shù)上面沒有突破，材料應(yīng)用上沒有創(chuàng)新，在安全性上沒有等到市場認(rèn)可，未來大規(guī)模應(yīng)用則遙遙無期。
