雖然景色誘人，但前往的道路也許并未就緒。

“我們的500kW大功率充電樁，一個小時可以充500度電，普通的純電動車10分鐘左右即可充滿。”星星充電戰(zhàn)略市場中心總經(jīng)理向冀介紹說。

這是一組新能源汽車行業(yè)夢寐以求的數(shù)字，在打消續(xù)航焦慮的道路上，大功率充電樁似乎被視為救世主，它讓純電動車變成近乎完美的交通工具。

但世間，哪有完美二字。

充電設施企業(yè)為了縮短充電時間不遺余力，技術研發(fā)上也有了喜人的突破。但面向未來的市場化目標，充電接口的另一端，或許才是更應被重視的大山。

大功率充電樁，顧名思義，具備大輸出功率的充電設施，一般來說數(shù)據(jù)上的定義為傳導大功率充電技術充電功率≥350kW，充電時間約為10-15分鐘，續(xù)航里程可達300公里。它的出現(xiàn)，一方面可以提高整個充電場站的運營效率和收益，更大的意義在于，其將有效縮短充電等待時間，解決續(xù)航焦慮的問題。

日本電動汽車用快速充電器協(xié)會（CHAdeMP）將快速充電的輸出功率定義在120kW-180kW，最大充電電流300A。根據(jù)規(guī)劃，到2025年以后充電功率將進一步提高到350kW-400kW，最大充電電流400A，電壓平臺設定為1000V。

國內(nèi)也有相關的技術路線，即2018年-2019年，大功率充電關鍵技術研究、關鍵標準制定（如大功率充電接口、液冷電纜組件、通信協(xié)議）、小規(guī)模試運行；2020年-2022年，投入商用；2023年-2025年，開始大規(guī)模投入使用。

去年9月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會與日本電動汽車用快速充電器協(xié)會（CHAdeMO）簽署備忘錄，雙方會在充電設施國際標準化方面進行協(xié)商，并重點推進電動汽車大功率充電領域合作。據(jù)悉，雙方將在2020年前共同研發(fā)大功率充電樁，目標是10分鐘即可將車輛充滿電。

關于大功率充電的界定，國內(nèi)的標準一直比較模糊，功率值的界定并不清晰。不過，針對快速充電標準，新的國標有望在1-2年內(nèi)發(fā)布實施?！皳?jù)我所知，目前有一個正在計劃中的國家標準還未正式出臺，出臺后將定義基于未來的大功率充電樁，現(xiàn)在還處于試點階段?！逼仗煨履茉闯潆娫O備負責人彭博透露。

目前全球充電標準大致可分為五大類，分別為日本CHAdeMO、中國GB/T、美國COMBO（CCS1）、歐洲CCS以及特斯拉自己的標準。彭博口中的新國標，即新版GB/T快速充電標準，新版本中1500V和600A時最大功率可達到900kW（現(xiàn)版GB/T在950V和250A時提供237.5kW）。

各國都在努力推進大功率充電標準的同時，技術儲備進度如何？

今年3月，占據(jù)全美70%充電樁份額的ChargePoint宣布，將推出Express Plus模塊化平臺，專為主要道路或運輸倉庫的企業(yè)和充電中心而設計，可為純電動車提供高達400kW的充電輸出功率。

同月，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克在一份聲明中表示，第三代特斯拉超級充電站即將投入運營，站內(nèi)的充電樁輸出功率或高達350kW。

國內(nèi)方面，星星充電自主研發(fā)的大功率充電樁已蓄勢待發(fā)，“我們?yōu)楣缓?C倍率的電池配套的大功率快充，已經(jīng)與保時捷的產(chǎn)品做了對口測驗，可以實現(xiàn)非?？斓某潆姡?功率為)500kW、（電壓為）1000V、（電流為）500A。這個產(chǎn)品正常情況我們至少需要18個月的研發(fā)周期，但是因為我們有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，在前期已經(jīng)采集了大量的用戶數(shù)據(jù)和大量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，所以極大的壓縮了我們的研發(fā)成本，壓縮了研發(fā)時間，大概用了12個月的時間，提高了我們研發(fā)的效率50%，這個產(chǎn)品已經(jīng)下線?！?星星充電董事長邵丹薇介紹說。

“普天新能源已有充電功率400kW以上的液冷充電樁處于驗證階段，目標是15分鐘從20%充到80%?！迸聿┱f。

特來電技術研究院副院長、電氣技術中心總經(jīng)理穆曉鵬表示：“特來電的大功率充電樁充電功率可達450kW，今年已經(jīng)在和車企進行對接測試，將根據(jù)國標的推進情況安排投放市場?！?/p>

除充電設施企業(yè)外，新能源車企也在布局自己的超級充電站，但充電功率要小不少。小鵬超級充電樁采用180kW雙槍直流快充樁，通過柔性分配單槍可實現(xiàn)最高120kw的充電功率，平均功率可達90kw；不久前，蔚來官方宣布，105kW超級充電樁在蘇州蔚來交付中心開啟試運營。

液冷和密封，大功率充電樁的關鍵

從技術上說，大功率充電樁需要做諸多特殊的設計和調(diào)整，其中散熱系統(tǒng)和密封技術是保證可靠性與安全性的關鍵。

動輒數(shù)百千瓦的充電功率，傳統(tǒng)的風冷已無法滿足大功率充電樁的散熱需求，用一位充電設施企業(yè)技術負責人的話來說，“液冷技術是可見范圍內(nèi)最實際的解決方案?！?/p>

液冷技術的原理并不復雜，簡單來說，即在電纜和充電槍之間設置一個專門的循環(huán)通道，通道內(nèi)加入起散熱作用的冷卻液，通過動力泵推動液體循環(huán)從而把熱量帶出。

液體冷卻方式可以縮小電纜直徑，使其輕量化。我們在詢問多家充電設施企業(yè)后發(fā)現(xiàn)，各家的技術思路比較統(tǒng)一，只是由于核心元器件的來源（進口或自主研發(fā)）不同，造成了細節(jié)上的差異而已。

這里就要提及成本問題，雖然星星充電、特來電等頭部企業(yè)均表示IGBT等功率元器件已實現(xiàn)自主研發(fā)，但多數(shù)企業(yè)的相關零部件還是依賴于進口。“國內(nèi)還是依靠進口，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對保守一些，還是按照既定的技術路線走，一些核心器件受控于進口?！比f馬愛充相關負責人曾表示。

此外向冀坦言，液冷技術難度還是比較高的，在電流、電壓非常大的情況下，系統(tǒng)非常容易發(fā)熱，電損也會比較高。

一位星星充電相關技術的負責人向我們表示，充電設備散熱問題直接決定設備的使用壽命和穩(wěn)定性，通過熱仿真技術研究大功率充電系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)熱量及選擇合適的散熱方式極為關鍵。采用液冷技術對大功率充電設備散熱時，需要解決系統(tǒng)設計散熱管道排布，冷卻液的選擇等問題。

目前應用最多的冷卻液為復合型絕緣油，線纜為一體式液冷線纜，與普通線纜相比，液冷線纜可以一邊導電，一邊用冷卻液散熱。

液冷不同于風冷，此前特斯拉的大功率充電樁曾被曝有冷卻液泄露的隱患，密封技術需要被格外重視。

在穆曉鵬看來，特來電大功率充電樁在密封方面需要做特殊的設計和處理，以確保可靠性。“當管路發(fā)生泄露時，容易導致冷卻系統(tǒng)失效，需要進行實時監(jiān)控。”

他給出了三種對策：第一，基于流量信號變化的檢測，采用質(zhì)量/體積平衡法，評判質(zhì)量/體積是否平衡；第二，基于壓力信號變化的檢測，采用負壓波檢漏法，捕捉壓力下降波；第三，基于次聲壓力信號變化的檢測，采用聲波泄漏檢測，檢測與背景不同頻率的次聲波 ，來做判定保護。

技術準備好，還遠遠不夠

縱然大功率充電樁有了突破性的發(fā)展，但前方道路上依舊存在很多未知數(shù)。

問題主要有二：其一，大功率充電如何保證電池安全和壽命，現(xiàn)在的電池技術是否能應對？其二，渴望大功率充電盡早落地的整車企業(yè)，產(chǎn)品是否能承受這種充電方式？

面對大功率充電下的電池問題，通用汽車中國首席技術專家杜江凌認為，重點在于電池的負極材料?！翱斐涫且粋€充滿潛力的研究領域，也是通往‘零排放’未來的路上必須解決的問題。電池負極就像一個大海綿，吸引鋰離子從正極向負極傳輸。如果充電太快，相當于這些離子跑得太快，就會在負極表面形成結晶，從而降低負極的效率。好的負極材料可以使離子在傳輸時，迅速鑲嵌到負極，不會在表面形成結晶，這樣就不會影響到電池的循環(huán)次數(shù)。這也是我們電池研發(fā)團隊目前的一個研究項目?！?/p>

我們在與通用中國科學研究院電池研究員孔德文的溝通中得知，通用中國前瞻技術科研中心已經(jīng)將最新研發(fā)出的新型高功率電池授權給兩家國際電池供應商進行量產(chǎn)，這款電池通過混合兩種性能完全不同的電核貯能材料作為極耳，提高了低溫功率特性和高溫耐久性。

動力電池研究領域一直將此視為研發(fā)方向，但作為動力電池生產(chǎn)企業(yè)來說，日益白熱化的競爭環(huán)境，或許不允許他們把過多的精力放在相對遙遠的事情上。

當被問及是否有計劃針對大功率充電進行技術升級時，安馳科技總經(jīng)理徐小明坦言，“暫時不考慮。”他認為，大功率充電對電芯的發(fā)熱、散熱、安全、壽命都會提出新的挑戰(zhàn)，“現(xiàn)有的電池，要進行PCAK的重新設計才有適應350kW大功率充電的可能性，我們目前不考慮做相關的技術升級的研發(fā)。”他還表示，大功率充電對電網(wǎng)負荷也是很大的挑戰(zhàn)，目前中國的政策沒有考慮這種情況的充電。

動力電池的主要問題在于安全和壽命，整車層面需要升級的則是電池管理系統(tǒng)、充電控制系統(tǒng)以及電壓平臺。

對此愛馳汽車動力系統(tǒng)副總裁吳畏認為，目前在售的車型，沒有一款電池可以承受連續(xù)350kW的大功率充電，更不用說500kW?！俺潆姌毒哂?50kW、450kW、甚至500kW的大功率充電能力，代表可以涵蓋大電量電池包的充電功率需求，但是電池包的充電電流和功率邊界要以不影響安全和壽命為前提。”

他表示，能適用大電流充電的電池包、電芯、模組、高壓系統(tǒng)以及電池熱管理系統(tǒng)，必須具有足夠的耐受大電流能力，電池管理系統(tǒng)也需要做適應性的調(diào)整。

升級電壓平臺成為可行的方案之一，“如果要做大功率的充電，最佳的辦法是提高電壓平臺，目前國外做350kW快充的電壓平臺都提高到700V-800V，這就需要所有的高壓器件也要做相應的調(diào)整，或者通過大功率的DCDC進行電壓轉(zhuǎn)換?！?但吳畏也提出了自己的擔憂，“目前國內(nèi)電動車及高壓部件的電壓平臺還是以350V為主，高電壓零部件的資源有限。”

大眾汽車學院技術培訓師陳慶貴也提出了類似的觀點，他表示大眾品牌電動車目前還無法承受大功率充電，“大眾的電動車電壓平臺都在400V，現(xiàn)在的車還做不到?！?/p>

這些困難，大家心知肚明，于是一些新能源整車企業(yè)將換電看作是更切實際的解決方案?！拔祦淼哪茉囱a充，包括家充樁、超充樁、移動充電車、換電站、充電地圖（公共樁）、蔚來能源云（一鍵代客加電調(diào)度體系）等，這是一個系統(tǒng)的組合，根據(jù)用戶使用場景各取所長，互相補充?！?a class='link' target='_blank'>蔚來汽車傳播總監(jiān)萬銳認為，相對于大功率充電樁，換電要更加合理。

大功率充電一定是未來的發(fā)展趨勢，這點毋庸置疑。但在起步階段，大功率充電將會更多的應用于公共車輛、商用車、物流車、出租車等領域，并主要建設在高速公路上，對電網(wǎng)的短時沖擊不得不考慮。此外，一些充電設施企業(yè)之所以能較快的實現(xiàn)商業(yè)化落地，離不開與整車企業(yè)的深度合作，普天新能源充電設備負責人彭博的一句話頗有深意，“乘用車領域短期內(nèi)還無法大規(guī)模實現(xiàn)大功率充電，這需要充電設備和整車雙輪驅(qū)動才行?！?/p>

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