国内车企多采用高压方案实现快充。
随着整车带电量和续航里程提升,充电便利性成为制约提升电动车使用体验的一大因 素。当前直流充电桩功率较小,25%充电功率在60kW,120kW和150kW的充电桩则占据着30% 和32%的份额,仅5%的单枪功率超过150kW。
要使电动汽车充电体验跟加油速度相近,12分钟内对100kWh的电池实现30~80%的充电, 至少需要250kW的功率;6分钟充满电充电功率至少得达到480kW。从技术实现方式来看, 大功率的超快充有两条技术路线实现:一是大电流,二是高电压,前者对热管理要求高, 推广难度大;后者则因降低能耗、提高续航、减少重量、节省空间等优势,能够在更宽范 围内实现最大功率充电,以适配未来的快充需求。因此,以提升充电电压为代表的高压快 充技术推广成为未来趋势,保时捷、现代、比亚迪、长城等主机厂商纷纷为未来储备,推 出相应快充技术配套设施。
目前电动汽车电池电压在400V上下,若使用现存标准的充电桩,电池容量在80-100kWh 的BEV在400V架构下充电30%-80%,只能支持最大1C左右的充电倍率,而在800V架构下可支 持2C以上的充电倍率。若2021年后采用Chaoji充电桩,最大输出电流500A,满足高端车型 4C充电需求,电压也应大于800V。如果汽车制造商配套800V高压电池,单位时间内的充电 量将是之前的3倍、4倍,从而将充电时间至少缩短为原有的25%,实现7.5分钟充满30%-80% 的电。

国内车企多采用高压方案实现快充,直流快充多以400V平台车型为主,为了实现超级 快充,各车企纷纷推出800V平台车型。800V成为高压快充阶段性行业标准,后续将向上演 进到1000-1500V。鉴于800V高压平台可有效解决补能焦虑,目前国内大部分整车厂已进行 了相关布局。2021年比亚迪、吉利、长城、小鹏、零跑等相继发布了800V高压技术的布局 规划,理想、蔚来等车企也在积极筹备相关技术。从量产时间看,各大车企基于800V高压技术方案的新车将在2022年之后陆续上市。
当前超级充电桩落地难点主要有三个方面,大功率超充带来热管理问题,电池性能的 适配,电网对超充的承受能力。
大功率超充要求电缆能够承受400-600A大电流,需要快速散热,研发难点在于热管理 平衡。在超级快充需求推动下,各企业纷纷投入液冷超充研究,永贵电器在液冷超充技术 上具备先发优势,其液冷超充枪已率先实现商业化量产,客户包括吉利、华为、理想等。 此外,国内开发出液冷超充技术的企业包括中航光电、沃尔核材、日丰股份、巴斯巴等, 国外企业主要包括菲尼克斯、灏讯、特斯拉等,永贵电器处于行业领先地位。
电池性能的适配方面,宁德时代发布第三代CTP技术“麒麟电池”可满足高压快充, 支持4C充电,系统集成度创全球新高,体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg, 可实现整车1000公里续航,将于2023年量产上市,预计2023年适配高压快充的车型将越 来越多,汽车硬件方面对高压快充将没有制约。

电网对大规模的超充承载能力不足,现阶段超充只能作为应急辅助的充电方式。以深 圳电网为例:根据公开信息,2020年,深圳电网的负载功率平均为1600万KW,夏季高峰时 段最高可达2000万KW。目前一个直流快充的功率等级为120KW,假设15万台电动车同时充 电,负载总功率合计为1800万KW,将大于深圳现有的全部负载总和,这导致电网需要扩容 一倍才可能容纳15万台车。根据公开数据,预计2025年深圳电动车保有量有可能增至200 万台,电网的容量远不足以承担这样的负载。
快充/超充+储能的模式有助于减小对电网的压力。双向直流快充带有储能结构,其既 可以实现电网给电池组充电,还可以实现电池组向电网放电,因此能有效降低对电网的冲 击,增加现有电网的接纳能力。同时,还可以挣取峰谷电价收益,实现光伏屋顶等系统的 接入,优势明显。
光储充一体化充电站的核心由三部分组成——光伏发电、储能电池和充电桩。这三部 分组成一个微网,利用光伏发电,将电量存储在储能电池中,当需要时,储能电池将电量 供给充电桩使用,通过光储充系统,太阳能这种清洁能源就被转移到汽车的动力电池中, 供车辆行驶使用。

2020年11月2日,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》, 其中明确提出鼓励“光储充放”多功能综合一体站的建设。在此之前,国内已经建设了多 座光储充一体化充电站,江苏、海南、上海、北京、山东等地的光储充充电桩都已投入运 营。但由于成本和运营等问题,多为“示范运营”,未进行大面积推广。
考虑光伏发电的波动及间歇特性,光储充一体电站需匹配适当容量的储能系统(包括 储能变流器和电池系统),最大限度利用分布式光伏发电,实现向绿能倾斜并降低从电网 购电的费用;光储充一体电站根据实时电价,制定动态储能控制计划,利用储能系统在夜 间电价低谷时段进行储能,并在充电高峰期间通过储能电站与电网协同供电,利用峰谷价 差实现电站收入最大化。相关电池厂商,充电运营商,充电设备厂商均在积极布局光储充 领域。
V2G,实现电动车和电网之间的互动,电动车在电网负荷低时,吸纳电能,在电网负 荷高时释放电能,赚取差价收益。通过V2G充电桩,电动汽车由单一充电拓展到以充放电 两种形态参与电网实时调控和调峰辅助服务。

V2G技术还处于示范运行阶段。今年4月,国家电网有限公司华北分部在国内首次将车 网互动(V2G)充电桩资源正式纳入华北电力调峰辅助服务市场并正式结算。预计2026年 之后V2G技术才会逐步商业化推广。
V2G的经济性,现在电动车续航力能达到800公里,一天可能就使用100公里,有相当 一部分电可以卖出来,电池寿命8000次充放电循环,残值相当于有5000次(能用10年以上), 一天卖50度电,波峰波谷电价差1块钱,按照每天搬运50块钱计算,5000次能有25万收益, 超过汽车价值。