隨著我國新能源汽車產業駛入“快車道”,充電樁作為與之匹配的基礎設施而備受關注。特別是“超充”這一基于直流充電技術的高壓快速充電方式,其最大輸出功率可達600千瓦,最快能以“一秒一公里”的速度充電,可以極大滿足用戶快速補能的需求,因此已成為全球眾多車企和能源廠家研發和布局的焦點。
作為全國最早發展新能源產業的城市之一,深圳也是全球超大型城市中首個實現公交車、出租車全面電動化的城市。如今,走在深圳的街頭,新能源私家車、巴士、卡車絡繹不絕。預計到2025年底,深圳新能源汽車規模將超130萬輛。
2023年11月30日,深圳市“超充之城”建設動員部署會議指出,要加快建設世界一流“超充之城”,加快構建廣泛覆蓋、均衡合理、結構完善的充電基礎設施網絡,為市民提供優質、高效、便捷的充電服務體驗。“超充站”什么樣?新能源車的“超充時代”來臨了嗎?未來的“超充之城”要怎樣建設?從深圳的創新實踐中,這些疑問或可找到答案。
優勢突出,超充樁技術領先
“10分鐘就充滿電了,要是以后高速路服務區都能用上這種充電樁,電車跨省、開長途就不會有‘里程焦慮’啦!”在位于深高速的長圳服務區,剛剛使用了超級快充充電樁的市民朱先生告訴記者,普通的快充樁充滿需要一個多小時,逢年過節上了高速,排隊充電還真是個憂心事。“以后有了超充,充電跟加油一樣方便,估計買電車的人就更多了”。
據了解,充電樁根據充電速度的不同,分為慢充、快充、超充。慢充主要是以交流形式充電,一輛家用車型充滿通常需要七八個小時,快充通常終端的充電功率小于或等于250千瓦。而對于超充,目前國內尚沒有明確的標準定義,一般指480千瓦以上的功率,可實現像加油一樣快的充電速度,即5分鐘增加續航200公里以上。
“續航低、充電慢一直都是困擾新能源汽車車主和車企的難題。”中國(深圳)綜合開發研究院數字戰略與經濟研究所所長曹鐘雄說,“很多新能源車主不敢開車上高速、不敢跨省,補能焦慮需要通過技術進步及基礎設施布局來化解。”據了解,大部分新能源汽車實際續航里程低于600公里,普遍低于燃油車的續航里程,較難滿足城際長里程行駛需求,也是制約新能源汽車替代燃油車的重要原因。
而記者在長圳服務區看到的,正是由南方電網深圳供電局和南網電動聯合建設的深圳首個高速全液冷超充站。這里的超充樁采用華為的全液冷超充技術,有效解決了長時間高功率充電過程中的溫度升高問題,充電槍重量減輕30%,線徑減少50%,大大降低了用戶的操作難度,其最大輸出功率可達600千瓦,速度相比普通60千瓦的普通快充樁快了10倍,也就是品嘗一杯咖啡的時間,就能輕松滿電續航。
如今,深圳作為“創新之城”,充電設備產業優勢突出,率先建設“超充之城”底氣十足——據統計,位于深圳的華為數字能源、英飛源、奧特迅等11家充電樁整樁設備制造企業全國市場占有率合計超50%,英飛源、華為數字能源、優優綠能等8家充電模塊制造企業全國市場占有率合計超70%。
“我們投資運營的充電站配備大功率直流充電樁,除了為深圳電動公交車及電動出租車提供充電服務外,產品還成功出口到了歐洲和日本市場。”深圳市永聯科技股份有限公司的工作人員告訴記者。
“我們自主研發的大功率液冷充電樁采用高功率密度集成技術、槍頭高效散熱技術,還聯合歐陽明高院士團隊研發了新一代電池安全監測模塊,不但最高運行電壓可達到1000伏,而且更安全、穩定、靜音。”中建科工創新研究開發總院新能源研發總監王夢楠表示,如今中建科工建成的深圳首批600千瓦液冷超級充電站之一——寶安星河榮御充美超級充電站,自運營以來,憑借高效、可靠的充電體驗,吸引不少新能源車主慕名而來,日充電量達到5000度,單槍平均充電量是周邊場站的2倍以上,且保持著零投訴的良好口碑。
在完善的產業鏈和新技術支持下,深圳對“超充”的布局和建設邁開大步前行。截至2023年12月31日,全市新增充電設施16萬個,累計建成超28萬個,建成超充站161座,車網互動示范站70座。
預計到2024年3月底,深圳將在全市建設300個超充站,實現“超充/加油”數量比在國內率先達到1∶1,初步建成世界一流“超充之城”。根據《深圳市新能源汽車充電設施專項規劃》,基于新能源汽車運動軌跡分布,深圳還將重點圍繞機場、高鐵樞紐、市政公園、核心商超、高速服務區等,推進一批既有集中式快速充電站進行超充化升級改造,打造供需匹配、適度超前、技術領先的超充網絡。
研發加速,超充效率穩步提升
充電的速度一方面受到充電樁功率的制約,另一方面也受到車輛本身電池充電倍率(電池在規定時間充電至其額定容量所需要的電流值)的影響。因此,建設“超充之城”,也需要支持超充的新能源車型研發應用提速。
記者了解到,現在市面上大部分先進純電動汽車搭載的電池均來自400伏電壓平臺,支持超充的新能源車型約40款。比亞迪、特斯拉、小鵬、理想、埃安、極氪等多家廠商均已發布800伏電壓平臺超充車型,眾車企、電池廠商正在努力布局這一未來技術方向。深圳已經擁有新能源汽車“三電”核心技術鏈條閉環,覆蓋電芯模組、動力電池、精密結構件、電機電控等新能源汽車研發、制造各環節;擁有2.4萬家新能源和數字能源企業,鋰離子儲能等技術處于全球前列。
“目前國內市場上現存的公共充電設施均按照2015版充電國標設計,電流超過300安的公共超充樁僅有2%。為了滿足用戶縮短電動車充電時間、提升充電速率的需求,我們提升車端的電壓平臺,可大幅提升充電功率,極大豐富了用戶超充的場景、提升了超充的易得性。”比亞迪相關負責人表示。
“我們已投入大量科研力量開發兼具高能量密度和快充性能的電芯及電池模組。”欣旺達能源科技有限公司的工作人員告訴記者,其公司最新研發的閃充電池,可以在10分鐘內將電池的荷電狀態從20%充至80%,讓充電像加油一樣快。
2023年,越來越多充電倍率在3C至4C(即充滿電的時間為20至15分鐘)的超充車型正在上市,例如小鵬G6搭載的800伏高壓平臺,僅需1分鐘即可為車輛增加5%的續航里程。廣汽埃安旗下昊鉑GT以其800伏高壓技術實現15分鐘快充450公里續航。
當下,超充技術日新月異,不少人難免存疑:普通新能源汽車能用超充樁充電嗎?
答案是肯定的,而且充電效率也會提升。“由于超充樁采用功率池化模式,充電樁終端可以根據車輛功率自動調節單槍輸出功率。”南方電網深圳供電局新興產業部業務拓展部門負責人邱凱翔解釋說,超充槍給180千瓦的車輛充電時輸出功率就變為180千瓦,匹配60千瓦的車輛則輸出功率為60千瓦,因此能按照車輛最大功率充電。
標準引領,全面布局綠色未來
“建設‘超充之城’,實際上就是要打造新能源汽車基礎設施的重大體系。”中國(深圳)綜合開發研究院財稅貿易與產業發展研究中心主任韋福雷表示,“超充”建設不僅僅滿足“用”,而且能從產業鏈上下游帶動新一輪技術迭代,從而為整個新能源產業帶來升級變革。
對此,深圳市政府也提出,要堅持標準引領、技術領先,加強光儲超充、車網互動、無線充電等技術創新和場景示范應用,完善超充設施標準體系,搶抓新能源汽車、新型儲能等產業新賽道新風口,提升深圳新能源產業影響力和輻射力。
在福田區委大院,記者看到全國首個光儲超充和車網互動一體化停車場,智慧光伏建設約2500平方米,裝機容量為500千瓦,年發電量約52萬度,配置先進儲能2兆瓦,1座“一秒一公里”超級快充站,3個車網互動終端,成為國內要素最齊全、技術最先進的超充示范站。如今,這里平均每天發電2800度,儲能2400度,每個充電樁每天能為7輛車充電,面向辦事群眾開放,不僅讓老百姓看到“雙碳”工作帶來實實在在的惠民好處,更起到了向全社會宣傳“雙碳”意義的作用。
由深圳巴士新能源有限公司與深圳英飛源技術有限公司聯合建設的福田深康光儲超充和車網互動一體化站,將光伏站、儲能站、電動汽車充放電站融為一體,實現了“多站合一”。該項目搭載的能源管理系統可以根據實時天氣、電價、新能源車電池狀態等信息來實現站內光伏、儲能、汽車充電放電統一管理和智能調度,形成局域微電網、虛擬電廠。除了充分利用儲能實現動態擴容,該充電站還利用峰谷價差實現增值收益,同時接入光伏綠電,實現站內光伏、儲能、汽車充電、放電統一管理和智能調度。
記者了解到,目前,深圳正在打造國內首個“電力充儲放一張網”。基于精細化建模的統一時空信息平臺,全量接入各類分布式電力資源,融合海量多源數據。截至2023年12月20日,已接入充電站9144個,充電設施24.5萬個。通過“i深圳”客戶端,匯聚45家充電運營商,為市民提供統一入口、多碼合一、掃碼充電、智能推薦、一鍵導航、歐標充電等綜合性一站式服務。
而推動“超充之城”的建設,標準引領也不可或缺。目前,深圳已率先推動創立一批超充標準,完成《電動汽車超級充電設備分級評價規范》《電動汽車集中式公共充電站設計規范》等6項地方標準立項,進一步提高深圳超充設備的質量安全和超充場站的運營水平。同時,深圳還印發《深圳市新能源汽車充電設施公共品牌標識統一形象》,推進超充網絡統一標識應用與標準化改造,樹立國內首個城市級充電形象標桿,打造“超充之城”城市名片。
“我們希望,通過‘超充之城’的建設,釋放強大的新能源產業市場需求,牽引帶動新能源技術迭代升級和新能源汽車、新型儲能等新能源產業發展,同時推進交通運輸綠色低碳轉型,助力實現碳達峰碳中和目標。”深圳市發改委相關負責人表示。
作為全國最早發展新能源產業的城市之一,深圳也是全球超大型城市中首個實現公交車、出租車全面電動化的城市。如今,走在深圳的街頭,新能源私家車、巴士、卡車絡繹不絕。預計到2025年底,深圳新能源汽車規模將超130萬輛。
2023年11月30日,深圳市“超充之城”建設動員部署會議指出,要加快建設世界一流“超充之城”,加快構建廣泛覆蓋、均衡合理、結構完善的充電基礎設施網絡,為市民提供優質、高效、便捷的充電服務體驗。“超充站”什么樣?新能源車的“超充時代”來臨了嗎?未來的“超充之城”要怎樣建設?從深圳的創新實踐中,這些疑問或可找到答案。
優勢突出,超充樁技術領先
“10分鐘就充滿電了,要是以后高速路服務區都能用上這種充電樁,電車跨省、開長途就不會有‘里程焦慮’啦!”在位于深高速的長圳服務區,剛剛使用了超級快充充電樁的市民朱先生告訴記者,普通的快充樁充滿需要一個多小時,逢年過節上了高速,排隊充電還真是個憂心事。“以后有了超充,充電跟加油一樣方便,估計買電車的人就更多了”。
據了解,充電樁根據充電速度的不同,分為慢充、快充、超充。慢充主要是以交流形式充電,一輛家用車型充滿通常需要七八個小時,快充通常終端的充電功率小于或等于250千瓦。而對于超充,目前國內尚沒有明確的標準定義,一般指480千瓦以上的功率,可實現像加油一樣快的充電速度,即5分鐘增加續航200公里以上。
“續航低、充電慢一直都是困擾新能源汽車車主和車企的難題。”中國(深圳)綜合開發研究院數字戰略與經濟研究所所長曹鐘雄說,“很多新能源車主不敢開車上高速、不敢跨省,補能焦慮需要通過技術進步及基礎設施布局來化解。”據了解,大部分新能源汽車實際續航里程低于600公里,普遍低于燃油車的續航里程,較難滿足城際長里程行駛需求,也是制約新能源汽車替代燃油車的重要原因。
而記者在長圳服務區看到的,正是由南方電網深圳供電局和南網電動聯合建設的深圳首個高速全液冷超充站。這里的超充樁采用華為的全液冷超充技術,有效解決了長時間高功率充電過程中的溫度升高問題,充電槍重量減輕30%,線徑減少50%,大大降低了用戶的操作難度,其最大輸出功率可達600千瓦,速度相比普通60千瓦的普通快充樁快了10倍,也就是品嘗一杯咖啡的時間,就能輕松滿電續航。
如今,深圳作為“創新之城”,充電設備產業優勢突出,率先建設“超充之城”底氣十足——據統計,位于深圳的華為數字能源、英飛源、奧特迅等11家充電樁整樁設備制造企業全國市場占有率合計超50%,英飛源、華為數字能源、優優綠能等8家充電模塊制造企業全國市場占有率合計超70%。
“我們投資運營的充電站配備大功率直流充電樁,除了為深圳電動公交車及電動出租車提供充電服務外,產品還成功出口到了歐洲和日本市場。”深圳市永聯科技股份有限公司的工作人員告訴記者。
“我們自主研發的大功率液冷充電樁采用高功率密度集成技術、槍頭高效散熱技術,還聯合歐陽明高院士團隊研發了新一代電池安全監測模塊,不但最高運行電壓可達到1000伏,而且更安全、穩定、靜音。”中建科工創新研究開發總院新能源研發總監王夢楠表示,如今中建科工建成的深圳首批600千瓦液冷超級充電站之一——寶安星河榮御充美超級充電站,自運營以來,憑借高效、可靠的充電體驗,吸引不少新能源車主慕名而來,日充電量達到5000度,單槍平均充電量是周邊場站的2倍以上,且保持著零投訴的良好口碑。
在完善的產業鏈和新技術支持下,深圳對“超充”的布局和建設邁開大步前行。截至2023年12月31日,全市新增充電設施16萬個,累計建成超28萬個,建成超充站161座,車網互動示范站70座。
預計到2024年3月底,深圳將在全市建設300個超充站,實現“超充/加油”數量比在國內率先達到1∶1,初步建成世界一流“超充之城”。根據《深圳市新能源汽車充電設施專項規劃》,基于新能源汽車運動軌跡分布,深圳還將重點圍繞機場、高鐵樞紐、市政公園、核心商超、高速服務區等,推進一批既有集中式快速充電站進行超充化升級改造,打造供需匹配、適度超前、技術領先的超充網絡。
研發加速,超充效率穩步提升
充電的速度一方面受到充電樁功率的制約,另一方面也受到車輛本身電池充電倍率(電池在規定時間充電至其額定容量所需要的電流值)的影響。因此,建設“超充之城”,也需要支持超充的新能源車型研發應用提速。
記者了解到,現在市面上大部分先進純電動汽車搭載的電池均來自400伏電壓平臺,支持超充的新能源車型約40款。比亞迪、特斯拉、小鵬、理想、埃安、極氪等多家廠商均已發布800伏電壓平臺超充車型,眾車企、電池廠商正在努力布局這一未來技術方向。深圳已經擁有新能源汽車“三電”核心技術鏈條閉環,覆蓋電芯模組、動力電池、精密結構件、電機電控等新能源汽車研發、制造各環節;擁有2.4萬家新能源和數字能源企業,鋰離子儲能等技術處于全球前列。
“目前國內市場上現存的公共充電設施均按照2015版充電國標設計,電流超過300安的公共超充樁僅有2%。為了滿足用戶縮短電動車充電時間、提升充電速率的需求,我們提升車端的電壓平臺,可大幅提升充電功率,極大豐富了用戶超充的場景、提升了超充的易得性。”比亞迪相關負責人表示。
“我們已投入大量科研力量開發兼具高能量密度和快充性能的電芯及電池模組。”欣旺達能源科技有限公司的工作人員告訴記者,其公司最新研發的閃充電池,可以在10分鐘內將電池的荷電狀態從20%充至80%,讓充電像加油一樣快。
2023年,越來越多充電倍率在3C至4C(即充滿電的時間為20至15分鐘)的超充車型正在上市,例如小鵬G6搭載的800伏高壓平臺,僅需1分鐘即可為車輛增加5%的續航里程。廣汽埃安旗下昊鉑GT以其800伏高壓技術實現15分鐘快充450公里續航。
當下,超充技術日新月異,不少人難免存疑:普通新能源汽車能用超充樁充電嗎?
答案是肯定的,而且充電效率也會提升。“由于超充樁采用功率池化模式,充電樁終端可以根據車輛功率自動調節單槍輸出功率。”南方電網深圳供電局新興產業部業務拓展部門負責人邱凱翔解釋說,超充槍給180千瓦的車輛充電時輸出功率就變為180千瓦,匹配60千瓦的車輛則輸出功率為60千瓦,因此能按照車輛最大功率充電。
標準引領,全面布局綠色未來
“建設‘超充之城’,實際上就是要打造新能源汽車基礎設施的重大體系。”中國(深圳)綜合開發研究院財稅貿易與產業發展研究中心主任韋福雷表示,“超充”建設不僅僅滿足“用”,而且能從產業鏈上下游帶動新一輪技術迭代,從而為整個新能源產業帶來升級變革。
對此,深圳市政府也提出,要堅持標準引領、技術領先,加強光儲超充、車網互動、無線充電等技術創新和場景示范應用,完善超充設施標準體系,搶抓新能源汽車、新型儲能等產業新賽道新風口,提升深圳新能源產業影響力和輻射力。
在福田區委大院,記者看到全國首個光儲超充和車網互動一體化停車場,智慧光伏建設約2500平方米,裝機容量為500千瓦,年發電量約52萬度,配置先進儲能2兆瓦,1座“一秒一公里”超級快充站,3個車網互動終端,成為國內要素最齊全、技術最先進的超充示范站。如今,這里平均每天發電2800度,儲能2400度,每個充電樁每天能為7輛車充電,面向辦事群眾開放,不僅讓老百姓看到“雙碳”工作帶來實實在在的惠民好處,更起到了向全社會宣傳“雙碳”意義的作用。
由深圳巴士新能源有限公司與深圳英飛源技術有限公司聯合建設的福田深康光儲超充和車網互動一體化站,將光伏站、儲能站、電動汽車充放電站融為一體,實現了“多站合一”。該項目搭載的能源管理系統可以根據實時天氣、電價、新能源車電池狀態等信息來實現站內光伏、儲能、汽車充電放電統一管理和智能調度,形成局域微電網、虛擬電廠。除了充分利用儲能實現動態擴容,該充電站還利用峰谷價差實現增值收益,同時接入光伏綠電,實現站內光伏、儲能、汽車充電、放電統一管理和智能調度。
記者了解到,目前,深圳正在打造國內首個“電力充儲放一張網”。基于精細化建模的統一時空信息平臺,全量接入各類分布式電力資源,融合海量多源數據。截至2023年12月20日,已接入充電站9144個,充電設施24.5萬個。通過“i深圳”客戶端,匯聚45家充電運營商,為市民提供統一入口、多碼合一、掃碼充電、智能推薦、一鍵導航、歐標充電等綜合性一站式服務。
而推動“超充之城”的建設,標準引領也不可或缺。目前,深圳已率先推動創立一批超充標準,完成《電動汽車超級充電設備分級評價規范》《電動汽車集中式公共充電站設計規范》等6項地方標準立項,進一步提高深圳超充設備的質量安全和超充場站的運營水平。同時,深圳還印發《深圳市新能源汽車充電設施公共品牌標識統一形象》,推進超充網絡統一標識應用與標準化改造,樹立國內首個城市級充電形象標桿,打造“超充之城”城市名片。
“我們希望,通過‘超充之城’的建設,釋放強大的新能源產業市場需求,牽引帶動新能源技術迭代升級和新能源汽車、新型儲能等新能源產業發展,同時推進交通運輸綠色低碳轉型,助力實現碳達峰碳中和目標。”深圳市發改委相關負責人表示。