深瞳工作室出品
科技日報記者 楊雪 策劃 劉恕 李坤
11月14日，隨著一輛粉色車身的嵐圖知音新能源汽車緩緩駛出生產線，大屏幕浮現(xiàn)出“10000000輛”等字樣。當天，2024年中國新能源汽車1000萬輛達成活動在湖北武漢舉行。
這是中國新能源汽車年產量首次突破1000萬輛，刷新了全球新能源車年產量新紀錄。中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，今年8月，新能源汽車國內銷量首次超過燃油車，8—10月，國內市場新能源汽車占比連續(xù)三個月超過50%。
伴隨著我國新能源汽車一路高歌猛進，新能源汽車充電補能技術也按下了“快進鍵”。2024年，被譽為中國超充發(fā)展的元年。超充技術，最快可實現(xiàn)“充電一秒跑一公里”，有效緩解了長期困擾新能源汽車產業(yè)的“里程焦慮”。
“一杯咖啡，滿電出發(fā)”，超充元年已來，充電能和加油一樣快嗎？
“一杯咖啡，滿電出發(fā)”
“電量從13%到81.5%，充電只需12分鐘，充電效率是特斯拉Model Y的4倍?！睄箞D汽車首席執(zhí)行官（CEO）盧放現(xiàn)身說法。今年，他駕駛最新款嵐圖知音，從武漢到杭州，跑了800多公里，全程高速，開著空調，只在服務區(qū)充了一次電。
“很多用戶對純電車心存顧慮，現(xiàn)在有了超充技術，就不需要為充電焦慮了?！北R放說。
新能源車充電技術經歷了幾次更新迭代。最初，新能源車充電電壓是220伏，車主在家接個插線板就可以直接給車充電。隨后，有了“慢充”，交流電充電樁不能直接給車充電，要通過車載充電機將交流電轉換成直流電后，才給車充電。由于車載充電機不能做太大，功率也不大，大概需要7個小時才能充滿電。后來的“快充”也叫直流快充。充電樁把電網的交流電轉化成直流電，輸送給電動汽車，可以在1個小時內給車充電至80%。相比慢充的220伏輸出電壓和7千瓦充電功率，快充輸出電壓和充電功率分別躍升至380伏和60千瓦。
超充，是更厲害的快充，使用功率更大的直流電，可在10分鐘內將電量由20%充至80%，相當于55度電或320公里的續(xù)航。根據(jù)業(yè)內定義，超充的單槍充電功率不小于350千瓦，最大輸出電壓不小于1000伏，持續(xù)充電電流不小于400安培。
普通的快充電車，在超充樁也可以充電。因為二者的接口標準是一樣的。只不過超充樁會自動識別，按快充的模式給快充車充電。
“超充樁所用技術，與快充樁頗為不同?！北本├砉ご髮W電動車輛國家工程研究中心專家寧述勇說，由于超充散熱要求更高，得采用液冷系統(tǒng)，包括散熱器、冷卻液、泵和管道網絡——在電纜和充電槍之間設置專門的液體循環(huán)通道，通道內加入冷卻液（乙二醇水溶液或油），高效帶走充電線纜上的熱量，讓更細的充電線可加載更大的電流。由于使用液冷技術，超充槍的線更細、更輕，力氣小的車主也能一手提起。
當然，液冷技術門檻也更高?！昂细竦睦鋮s液有一定的防腐蝕、除銹的作用。反之，如果冷卻液工藝不過關，則會造成液冷板腐蝕、堵塞，甚至損害水泵?！睂幨鲇抡f，液冷技術除了對冷卻液質量要求高，防止液體泄漏也是一大難題。比如，充電槍使用環(huán)境復雜，拖拽頻繁，時常跌落、被碾壓，因此對連接位置的密封性要求更高。
此外，充電槍工作時，通過端子的電壓較高、電流較大，端子位置會產生更大熱量，外殼材料常選用導熱塑料來加快散熱。為固定端子和連接導線，保證槍頭的防塵、防水性能，部分槍頭會填充高導熱系數(shù)的灌封膠。
據(jù)推算，液冷充電槍成本約占整個充電樁的21%，成為成本僅次于充電模塊的組件。
與主流新能源車電氣架構系統(tǒng)的400伏平臺不同，超充電池系統(tǒng)大多匹配800伏高壓平臺。相比大電流，高電壓方案可減少發(fā)熱，而且占用空間少，更受廠商青睞。但為了匹配高壓平臺，車企需要升級電氣架構系統(tǒng)，將半導體器件由硅基的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）迭代為造價更高的碳化硅材料。
據(jù)國泰君安證券研報測算，400伏平臺升級為800伏高壓平臺，將合計增加整車成本超4000元。不過，隨著規(guī)?；娘@現(xiàn)，這個成本差額預計會降低。
尚未打通“最后一公里”
新能源乘用車市場中，800伏高壓車型的數(shù)量和銷量正在逐年增長，市場滲透率也在穩(wěn)步上升。800伏高壓車型數(shù)量從2022年的13款增至2023年的37款，2024年前5個月更增至48款；800伏高壓車型滲透率從2022年的2.5%，上升至2024年1—5月份的7.7%；800伏高壓車型2022年售出12.9萬輛，2023年達到32.1萬輛，2024年前5個月的銷量已達到24.6萬輛。
“汽車具備800伏這個接口，就有超充功能。許多車企把超充功能打造成亮點?！北狈焦I(yè)大學汽車產業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員張翔告訴科技日報記者，800伏高壓充電系統(tǒng)已廣泛應用于吉利汽車、一汽紅旗、上汽通用、小米汽車、理想汽車等品牌20萬元以上車型。而且得益于成本降低與規(guī)模化生產，北汽新能源、比亞迪汽車、嵐圖汽車中20萬元以下的車型也搭載了800伏高壓充電系統(tǒng)。
隨著越來越多的超充車型問世，超充樁匹配不足的問題則浮出水面。張翔把這一矛盾比喻為“先有雞還是先有蛋”——充電樁運營商擔心超充車型數(shù)量少，建超充樁是賠本賺吆喝；消費者則擔心超充樁數(shù)量少，花錢買車之后用不上超充樁。
“一方面，目前超充站建設成本比較高，大約是快充站的5倍、慢充站的10倍。另一方面，超充對電網的電流、功率都有很高的要求；如果電力容量不夠，就無法建網點?！睆埾枵f。
此外，超充站面臨成本高、盈利難的問題。張翔說，就現(xiàn)階段而言，超充站建起來利用率不高，市面上帶有800伏接口的新能源車數(shù)量少，電站需要很長時間才能盈利。據(jù)專業(yè)人士測算，超充車輛占比達到15%以上時，超充設備才有盈利空間，按照目前的發(fā)展速度，預計需要3到4年時間。
也正是因為成本和利用率的原因，在高速公路上配備超充樁更難。目前高速上往來車輛還是以燃油車居多，只有節(jié)假日的時候，才出現(xiàn)新能源車扎堆充電的情況。“別說建超充樁，就現(xiàn)在運營的這些快充電樁，幾乎都是不盈利的。這意味著，跑長途時想實現(xiàn)充電像加油一樣快，還有很長一段路要走?！睆埾枵f。
超充樁的這筆經濟賬，也影響了消費者購車的積極性。由于超充樁初期建設和運維費用較高，充電費就比較高?！拔议L期用超充，充200元電在市區(qū)能跑400公里左右，這個成本其實比燃油車沒便宜多少?！北本┮晃恍履茉窜囍鞅硎尽?/p>
“成本是影響消費者選擇的重要因素。”張翔認為，“用較高花費換取寶貴時間，目前超充的商業(yè)模式還處于初級階段，需要一個培養(yǎng)用戶、打造環(huán)境的過程?！?/p>
高德地圖超充站檢索數(shù)據(jù)顯示，我國超充站已達7700余座。超充產業(yè)鏈上，上游的充電設備制造商有科士達、盛弘電氣、特銳德等；中游的建設和運營商主要有星星充電、特來電、國家電網、南方電網等。按超充站屬性，則可分為以中石化、中石油、國家電網構成的國企超充站；以星星充電、特來電等構成的第三方超充站；以蔚來、小鵬、理想等構成的車企自營超充站。
“隨著大家對充電效率要求越來越高，以及超充樁普及后使用成本的下降，超充樁一定是未來發(fā)展趨勢?！睆埾枵f。
各顯神通織密超充網絡
萬事俱備，只欠東風。廣大新能源車主充電何時能像加油一樣便捷？
今年6月，交通運輸部等部門印發(fā)《交通運輸大規(guī)模設備更新行動方案》，提出科學布局、適度超前建設公路沿線新能源車輛配套基礎設施，探索超充站、換電站、加氫站等建設。
政策的出臺將助力超充站建設。業(yè)界普遍認為，超充樁發(fā)展初期還是需要政府的資助和支持。
“針對經營初期超充樁利用率不高的情況，可以通過補貼的方式，比如按功率、電量給予補貼，或者規(guī)定補貼年限，讓運營商盡快回本?！痹趶埾杩磥?，可以通過出臺相關政策等方式，例如要求新建樓盤停車場、商場按比例配置超充樁，來支持超充技術的普及。
當前，多地積極采取措施支持超充站建設。目前，廣東省超充站數(shù)量已超千座。這其中，深圳市可謂沖鋒在前。2023年6月，深圳市政府啟動建設“超充之城”。如今，一個個紫色外觀的超充站在深圳街頭投入運營。截至今年10月，深圳累計建成超充站671座，超充站、充電槍數(shù)量超過加油站、加油槍數(shù)量。深圳今年底計劃建成1000座超充站，形成“600米充電圈”。
深圳還基于全市域級、全自主可控、精細建模的統(tǒng)一時空信息平臺，打造“電力充儲放一張網”，讓原本零星分散的充電樁、儲能站、光伏站等電力充儲放資源，以數(shù)字孿生、全景可控的形式接入“一張網”中，為新能源車主提供“一鍵找樁、一鍵充電”等公益性服務，可消除因不同運營商App端口不一，用戶需要反復注冊和充值的煩惱。
有深圳車主表示，依靠超充，自己半個多月才補一次電，僅需20分鐘，續(xù)航近500公里，可滿足上下班通勤和周末周邊游的需求。充電樁過去1小時只能充1輛車，現(xiàn)在可以充3輛，大幅提升了充電站的運營能力，降低了充電站對車位數(shù)量、土地空間的需求，達到了“以時間換空間”的目的。
在北京，留心觀察的話也不難發(fā)現(xiàn)，商場地下停車場、超市前地面停車場等場地新裝了各式各樣的超充樁。北京市發(fā)改委等部門發(fā)布的《本市加快推進新能源汽車超級充電站建設實施方案》提出，北京將利用公共停車場、交通樞紐、閑置土地，以及居民小區(qū)周邊綠地小規(guī)模硬化地面，加快推進超充站建設。2025年底，北京將建成1000座超充站。
該方案還明確，支持市屬國企利用公交場站、現(xiàn)有加油站、環(huán)衛(wèi)站、熱力站建設超充站，積極探索利用橋下空間建設超充站；探索利用現(xiàn)有加油站建設立體超充站，鼓勵已建充電站升級改造為超充站。
今年8月，國家電網在北京建設的首批超充站正式投入運營。這些超充站通過對充電樁進行動態(tài)功率分配，可自動匹配車端需求功率，使電力資源利用率更高。
國內各新能源車企也在積極建設自己的超充網絡。截至目前，蔚來共建有超充站2279座，小鵬有354座，理想有444座，極氪456座。
嵐圖汽車不久前建成的智慧超充站，不僅配套了自動充電機器人，還配備了全球首個兆瓦級品牌超充樁，最快能實現(xiàn)每秒充電續(xù)航1.7公里。嵐圖汽車計劃，2025年底在全國建成200座超充站，到2026年在全國聯(lián)合部署1000座超充站、超過10000個超充樁。
與此同時，中國超充技術也正走向海外。今年3月，首座液冷超充站點在土耳其正式上線。該站點配置一臺華為600千瓦液冷超充主機，能同時滿足4輛車的快速充電需求。
【記者手記】
電流奔涌，未來已來
楊雪
作為一位燃油車“老司機”，新能源車充電能不能像加油一樣方便，是我個人最關心的問題。且不談開長途的“里程焦慮”問題，單說城市用車，若不具備家用充電樁安裝條件，充電這件事就夠勞神的。
然而，時代風馳電掣，技術進步之快讓我有點跟不上了。隨著超充元年的到來，城市超充樁網點已相當密集，新能源車續(xù)航里程也節(jié)節(jié)攀升?？梢哉f，在發(fā)達城市圈開新能源車已經非常方便，只是超充成本會比大眾預期要高一些。
除了充電樁，電池也是車主們關注的焦點之一。大家希望電池不光充電快，還要容量夠大。續(xù)航達到600公里以上，低溫虧電狀態(tài)下百公里加速不衰減，才能實現(xiàn)比肩油車的用戶體驗。這就對電池提出了極高的標準，電池技術飛速創(chuàng)新才趕得上用戶的需求。
充電體驗的改善，是一個系統(tǒng)集成的過程，并不是哪一項特殊技術的功勞，也不是哪一個里程碑之后就翻越了高山。大容量電池、電極新材料、特高壓平臺、超充站……一項項技術的合力，才能實現(xiàn)量變到質變，從而把曾對電車不屑一顧的車主拉進新能源車使用大軍。相信在此背景下，超充成本、高速路網超充設施這些問題的解決將是水到渠成的事。
目前，技術發(fā)展進程還在加速，電池巨頭與初創(chuàng)公司正在不斷探索快充的倍率極限。4倍、6倍、10倍乃至20倍，隨著增長倍率不斷攀升，可以預見，充電速度比肩甚至超過加油，只是時間問題。
現(xiàn)在有新能源車企提出“一杯咖啡，滿電出發(fā)”的愿景。將來，或許還沒想好喝哪種咖啡，愛車已經充滿電了。到那時，“充電速度”可能不再是公眾關注的議題，就好像誰也不關心“哪種品牌的汽車加油比較快”一樣。
我們趕上了這個電流涌動的時代，得以享受科技進步帶來的紅利。從“接線板充電”階段一步步走來的用戶，幸福感和獲得感肯定超過未來“坐享其成”的年輕人——因為我們親眼目睹，在新能源車企的激烈競爭中，技術創(chuàng)新為汽車行業(yè)拓展出了一片新天地，就像百年前汽車行業(yè)風起云涌的歷史重演。幸甚至哉，未來已來。
