800V高壓快充“疾馳”,孚能科技如何領(lǐng)跑新賽道
【太平洋汽車網(wǎng) 行情頻道】凌晨四點(diǎn)的洛杉磯有為籃球夢(mèng)想追逐的少年,凌晨四點(diǎn)的北京小區(qū)有為生活早起排隊(duì)充電的網(wǎng)約車司機(jī)。
“一次充電要充接近2個(gè)小時(shí),一天要充兩次電。”是當(dāng)前新能源汽車充電技術(shù)瓶頸給予網(wǎng)約車司機(jī)的生活難題。據(jù)電視財(cái)經(jīng)報(bào)道,為了在冬季順利出車,司機(jī)們只能被迫早起搶占為數(shù)不多的快充樁,即便如此也往往搶不到。
隨著2021年新能源市場(chǎng)超預(yù)期發(fā)展,“充電慢、充電難”的產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)迅速升級(jí),讓網(wǎng)約車司機(jī)苦不堪言,也極大程度上影響著廣大新能源車主的用車體驗(yàn),整個(gè)新能源行業(yè)迫切渴望更高效、更便捷的充電方式。
根據(jù)聆英咨詢調(diào)研顯示,針對(duì)國(guó)內(nèi)用戶對(duì)快充和續(xù)航里程(詢底價(jià)|查參配)的實(shí)際需求,在眾多解決方案中,高電壓整車系統(tǒng)(800V平臺(tái))和與之配套的超級(jí)充電樁是目前被大多數(shù)整車廠看好的方案,再配以充電倍率較高的新型動(dòng)力電池技術(shù),屆時(shí),應(yīng)用端“充電和里程焦慮”有望得到顯著緩解。
與此同時(shí),中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在電動(dòng)汽車百人會(huì)組織的研討會(huì)上也指出,解決充電的后顧之憂,需要更大功率的快充技術(shù),超級(jí)快充是大勢(shì)所趨,行業(yè)需要推進(jìn)電動(dòng)汽車采用≥800V的更高電壓平臺(tái)??梢?jiàn),800V高電壓平臺(tái)已是業(yè)內(nèi)公認(rèn),能有效解決充電難題的技術(shù)發(fā)展路線。
目前,國(guó)內(nèi)熱銷車型電壓平臺(tái)還普遍停留在400-600V之間,比如特斯拉Model 3電壓平臺(tái)為400V,搭配其自建超充樁可實(shí)現(xiàn)充電15min行駛279km,理論充電倍率約為1.85C,為行業(yè)較高水平;比亞迪漢EV續(xù)航里程550km,最大充電系統(tǒng)電壓為569.6V,可實(shí)現(xiàn)25分鐘30%-80% SOC的充電速度。
但如果新能源汽車可以搭載800V電壓平臺(tái),充電倍率可輕松實(shí)現(xiàn)2.2C-4C,充電速度則大幅提升。屆時(shí),新能源汽車補(bǔ)充能源方面基本可以媲美燃油車,“充電慢、充電難”的新能源歷史難題也將迎刃而解。
在整車領(lǐng)域,保時(shí)捷Taycan已率先將800V電壓平臺(tái)帶入量產(chǎn)電動(dòng)車型,而在動(dòng)力電池領(lǐng)域,也有極具前瞻意識(shí)的企業(yè)早早布局800V高電壓平臺(tái)。其中的佼佼者如孚能科技的800VTC超充超壓技術(shù),已成為迄今為止業(yè)內(nèi)首個(gè)可達(dá)到量產(chǎn)的800V高壓平臺(tái)。
從技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)看,800V高電壓平臺(tái)的量產(chǎn),也意味著中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)正式跨入了超級(jí)快充時(shí)代。只待與整車汽車、國(guó)家電力網(wǎng)絡(luò)協(xié)同上量后,里程焦慮將徹底從新能源的字典里消除。
800V高壓快充成為里程焦慮“破局者”
自保時(shí)捷Taycan首次將800V電壓平臺(tái)帶入量產(chǎn)電動(dòng)車型后,2021年,國(guó)內(nèi)外車企掀起了一輪800V電壓平臺(tái)車型發(fā)布潮,以圖搶占大功率快充新高地。很顯然,800V高壓快充已經(jīng)是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的里程焦慮“破局者”。
根據(jù)電功率的公式,P=IU,要讓充電功率提升,要么提升電壓,要么提升電流。但由于大電流對(duì)于充電槍、線纜以及電池核心部件等會(huì)產(chǎn)生很高的熱損失,其理論提高上限并不高,目前主流充電槍的最大電流限制500A,所能達(dá)到的充電功率大約為200kW,還遠(yuǎn)不能滿足充電需求。
反觀提升電壓的技術(shù)路線,不僅可以輕松實(shí)現(xiàn)充電速率的快速提升,還能降低熱損耗、減輕整車質(zhì)量、優(yōu)化動(dòng)力結(jié)構(gòu)、提高安全性能,等等。
就目前熱銷的部分純電車型而言,其匹配的動(dòng)力電池直流快充理論平均充電倍率約1C,完成30%-80% SOC至少要30分鐘,考慮充電效率和溫度等影響,0-100% SOC基本在90分鐘以上。一旦需要長(zhǎng)途出行,這樣的充電效率是用戶所不能接受的。
而孚能科技現(xiàn)有的800VTC超充超壓平臺(tái)技術(shù)可使充電倍率達(dá)2.7C,整包充電等效2.2C。這意味著SOC10%-80%充電僅需15分鐘,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)下的充電速度,處于行業(yè)領(lǐng)先水平;其下一代產(chǎn)品技術(shù)可將這一過(guò)程縮短至7分鐘,使電動(dòng)汽車在補(bǔ)能方面可與燃油車一較高低。也就是說(shuō),采用這套技術(shù),電動(dòng)車充電所耗費(fèi)的時(shí)間將被大幅壓縮,只在服務(wù)區(qū)休息片刻吃頓飯的時(shí)間,就可以充電達(dá)到80%,甚至比加油更省心。
更為重要的是,新能源汽車在搭載孚能科技800VTC超充超壓平臺(tái)技術(shù)后,還能在原有電壓平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程提高5%。與此同時(shí),高電壓帶來(lái)高功率,與低產(chǎn)熱,在顯著提升電池安全的同時(shí),可助力整車加速性能輕松邁過(guò)3秒破百的門檻,完全碾壓普通燃油車,帶來(lái)非凡的駕駛樂(lè)趣。
很顯然,800V電壓平臺(tái)為新能源整車帶來(lái)的是快充時(shí)間、安全性、續(xù)航能力、動(dòng)力性能等領(lǐng)域的全方面提高,是汽車電壓平臺(tái)從最初6V蓄電池逐漸提升后,量變到質(zhì)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
但目前的行業(yè)共識(shí)是,800V高壓充電體系無(wú)法一蹴而就,這意味著,在過(guò)渡期內(nèi),400V-800V系統(tǒng)將是一個(gè)共存狀態(tài),一輛合格高壓電動(dòng)汽車一定是能兼容高低壓平臺(tái)的。
作為產(chǎn)品的生產(chǎn)者,孚能科技已充分意識(shí)到了技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的短期不足。其800VTC超充超壓平臺(tái)通過(guò)BDU內(nèi)部的智能開(kāi)關(guān)矩陣自動(dòng)識(shí)別樁的電壓平臺(tái),實(shí)現(xiàn)800V和400V的自動(dòng)切換,兼容國(guó)內(nèi)800V/400V充電樁,也極大程度上方便了用戶的選擇。
正因如此,默默深耕行業(yè)多年的孚能科技憑借其800VTC超充超壓技術(shù),在第六屆鈴軒獎(jiǎng)評(píng)選中榮獲前瞻·動(dòng)力總成優(yōu)秀獎(jiǎng);在高工鋰電金球獎(jiǎng)評(píng)選中榮獲年度創(chuàng)新技術(shù)獎(jiǎng)。
孚能科技頻繁獲獎(jiǎng)背后的邏輯是,在新能源汽車大功率快充勢(shì)在必行的前夜,一個(gè)成熟的、可量產(chǎn)的800V高電壓平臺(tái)意義重大。而作為充電倍率可達(dá)到2.2C-4C的超充平臺(tái)技術(shù),孚能科技800VTC超充超壓技術(shù)為行業(yè)解決用戶補(bǔ)能焦慮做出了正確示范。
大功率快充重塑新能源汽車補(bǔ)電格局
在孚能科技800V高電壓平臺(tái)技術(shù)的引領(lǐng)下,整個(gè)行業(yè)都在加速向800V高壓平臺(tái)躍進(jìn),以圖搶占大功率快充新高地。
國(guó)際上看,現(xiàn)代、通用、大眾、奔馳等主流車企均宣布了800V高電壓平臺(tái)計(jì)劃;而在國(guó)內(nèi),包括嵐圖、吉利極氪、小鵬、廣汽埃安、比亞迪e平臺(tái)、理想等車企也都加快布局800V快充技術(shù)。
根據(jù)安信證券預(yù)測(cè),2021年國(guó)內(nèi)量產(chǎn)的高電壓平臺(tái)車型包括極氪001、比亞迪漢EV、北汽極狐阿爾法S Hi版等,全年銷量預(yù)計(jì)在7萬(wàn)輛左右;2025年新能源汽車預(yù)計(jì)500萬(wàn)輛,其中有300萬(wàn)輛將搭載高電壓平臺(tái)。
細(xì)分來(lái)看,安信證券預(yù)計(jì)2021-2025年,國(guó)內(nèi)高電壓平臺(tái)車型銷量分別約為7、31、73、148、300萬(wàn)輛。2022年至2025年,高電壓平臺(tái)車輛同比增速分別為335.4%、137.7%、101.8%、102.3%。
可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)幾年,搭載高電壓平臺(tái)的車型銷量將會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這也意味著,800V高電壓平臺(tái)光速成為了新能源汽車的標(biāo)配。
與此同時(shí),與800V高壓車型適配的高壓大功率充電樁的數(shù)量也將聯(lián)動(dòng)增長(zhǎng)。2021年業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)將鋪設(shè)3000+超快充電樁,到2023年數(shù)量擴(kuò)充至10000+。再加上存量樁的升級(jí),未來(lái)將有更大功率的充電樁出現(xiàn)在路端。
在高壓快充技術(shù)-市場(chǎng)-配套的協(xié)同作用下,不難推測(cè),里程焦慮將以肉眼可見(jiàn)的速度退出新能源歷史舞臺(tái)。而當(dāng)充電不再成為煩惱后,“擁擠”的新能源汽車補(bǔ)電格局將會(huì)改變,回歸到新能源汽車便捷、舒適、綠色的本質(zhì)。
在新能源汽車回歸可持續(xù)發(fā)展本質(zhì)的劃時(shí)代進(jìn)程中,緊抓核心技術(shù)創(chuàng)新“牛鼻子”,率先量產(chǎn)800V高電壓平臺(tái)的孚能科技功不可沒(méi)。與此同時(shí),快充電池的應(yīng)用和推廣,也一定會(huì)引發(fā)電動(dòng)汽車和許多應(yīng)用場(chǎng)景的革命性變化。
超級(jí)快充的普及,讓電動(dòng)汽車成為真正意義上的移動(dòng)儲(chǔ)能裝置,通過(guò)V2G技術(shù),讓電動(dòng)汽車在電網(wǎng)負(fù)荷低峰時(shí)充電,電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)放電,深挖動(dòng)力電池儲(chǔ)能價(jià)值,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),提高能源效率。
同時(shí),超級(jí)快充為飛行汽車概念的落地也提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。目前飛行汽車最大的障礙就在于電池,它需要把電池包提到空中去,這就意味著只有高能量密度的快充電池,才能讓飛行汽車變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。屆時(shí),城市交通將從平面變?yōu)榱Ⅲw,有望徹底解決城市化帶來(lái)的交通擁堵問(wèn)題。
據(jù)悉,孚能科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3年攻克的800V超充超壓平臺(tái),已經(jīng)和多個(gè)汽車品牌進(jìn)行技術(shù)對(duì)接,未來(lái)該技術(shù)也將會(huì)覆蓋飛行汽車等應(yīng)用領(lǐng)域,為徹底解決新能源出行的里程焦慮提供全套服務(wù)。
而在這背后,是孚能科技長(zhǎng)達(dá)20多年對(duì)電池技術(shù)的低調(diào)深耕。目前孚能科技擁有全球研發(fā)團(tuán)隊(duì)1000余人,已掌握數(shù)十項(xiàng)自主研發(fā)的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù),獲得和正在申請(qǐng)的境內(nèi)外專利超200項(xiàng)。同時(shí),孚能科技深知核心技術(shù)創(chuàng)新的重要性,2020年研發(fā)投入金額超3.7億元,比重高達(dá)33.21%。
創(chuàng)新技術(shù)賦能,引領(lǐng)新能源時(shí)代發(fā)展
毫無(wú)疑問(wèn),能有效解決800V高電壓平臺(tái)已是新能源汽車發(fā)展的重要方向,但牽一發(fā)往往動(dòng)全身,高電壓平臺(tái)看似只是將電壓從400V提升至800V,其背后卻是整個(gè)系統(tǒng)上的升級(jí)換代。
一旦新能源汽車要全面替換成高電壓平臺(tái),整個(gè)產(chǎn)業(yè)上下游都將產(chǎn)生新的需求空缺,原有的大部分元器件都需要重新開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì),從而來(lái)匹配高電壓平臺(tái)。同時(shí),大倍率快充容易產(chǎn)生析鋰,且一旦充電倍率達(dá)到4C以上,會(huì)極大程度上影響電池的穩(wěn)定性,這就對(duì)現(xiàn)有電池技術(shù)尤其是BMS技術(shù)構(gòu)成了極大的挑戰(zhàn)。
其中最典型的莫過(guò)于由于達(dá)到材料極限,原本在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中如火如荼的硅基IGBT芯片,被具備耐高壓、耐高溫、高頻等優(yōu)勢(shì)的碳化硅取而代之。碳化硅功率器件不僅在耐壓和損耗水平上都能滿足800V電壓平臺(tái)的需求,還具備進(jìn)一步拓展至1200V電壓平臺(tái)的潛力。據(jù)安信證券測(cè)算,2025年國(guó)內(nèi)新能源汽車碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到60億元。
下游車、樁、充電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)升級(jí)的復(fù)雜程度同樣遠(yuǎn)超想象。一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是,當(dāng)前的電網(wǎng)條件短期內(nèi)無(wú)法支持密集的超級(jí)充電樁建設(shè),如何合理分布,將有限資源最大化利用,來(lái)滿足車主的出行需求,其中包含了復(fù)雜的大數(shù)據(jù)計(jì)算,以及“規(guī)劃駕駛員行程”等智能化科技。
里程焦慮帶來(lái)了高壓充電平臺(tái)的需求,而高壓充電平臺(tái)又創(chuàng)造了上下游的全新需求,從而改造升級(jí)了整個(gè)行業(yè),一個(gè)行業(yè)往往就是在需求和技術(shù)的反復(fù)拉扯中螺旋向上。
正如孚能科技董事長(zhǎng)王瑀博士在2021年高工鋰電年會(huì)上所言:“綠色發(fā)展新時(shí)代賦予鋰電產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)碳中和實(shí)現(xiàn)的新使命,引領(lǐng)行業(yè)走向產(chǎn)品力革新共創(chuàng)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作共贏、可持續(xù)發(fā)展共榮的新征程。”而全球能源互聯(lián)網(wǎng)也將是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)能源變革轉(zhuǎn)型的系統(tǒng)性解決方案平臺(tái)。在800V高壓快充的大躍進(jìn)中,孚能科技800V高電壓平臺(tái)已經(jīng)為行業(yè)邁出了至關(guān)重要的第一步。
目前,孚能科技正與國(guó)內(nèi)外多家大型整車企業(yè)進(jìn)行800V高電壓平臺(tái)項(xiàng)目對(duì)接,將該技術(shù)應(yīng)用于新開(kāi)發(fā)的合作車型上,致力于推出行業(yè)高競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。隨著800V高壓快充上下游體系的不斷成熟,動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張已成趨勢(shì)。針對(duì)于此,孚能科技在江西贛州、江蘇鎮(zhèn)江的生產(chǎn)基地都在加足馬力,并且在安徽蕪湖同步投建年產(chǎn)24GWh電池項(xiàng)目,還計(jì)劃在中國(guó)、歐洲和北美再建立新的生產(chǎn)基地,完善全球布局,服務(wù)全球整車客戶。預(yù)計(jì)2025年,孚能科技及合資公司的動(dòng)力電池產(chǎn)能投入將達(dá)到120GWh,保障全球客戶動(dòng)力電池的需求。
在迎面而來(lái)的全球碳中和“大時(shí)代”背景下,能源與交通領(lǐng)域的深度融合正在加速推進(jìn),技術(shù)創(chuàng)新將在這場(chǎng)巨大的產(chǎn)業(yè)變革中扮演越來(lái)越重要的角色,而以800VTC超充超壓技術(shù)作為重要抓手,孚能科技在這場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)搶占先機(jī)。未來(lái)幾年,孚能科技也將會(huì)作為中國(guó)新能源品牌國(guó)際化的頭部主力軍參與到這場(chǎng)全球競(jìng)逐,從而創(chuàng)造新能源時(shí)代的無(wú)限可能。
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