金一丹
隨著新能源汽車普及，充、換電等補(bǔ)能需求快速提升。蔚來、特斯拉、小鵬汽車等車企正加速建設(shè)充、換電網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)，大力推進(jìn)超級充電樁、高壓快充新平臺等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)，提高補(bǔ)能效率，進(jìn)一步提升新能源汽車使用體驗(yàn)。
機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2021年至2025年，充電樁有超過5倍的增長空間，復(fù)合年均增長率可達(dá)54%；換電站有超過20倍的增長空間，復(fù)合年均增長率超過110%。
換電運(yùn)營處于起步階段
我國新能源汽車保有量近期創(chuàng)新高。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，截至6月底，全國新能源汽車保有量達(dá)1001萬輛，占汽車總量的3.23%。其中，純電動汽車保有量達(dá)810.4萬輛，占新能源汽車總量的80.93%。
充電慢帶來的續(xù)航焦慮是制約電動汽車行業(yè)發(fā)展的一大痛點(diǎn)。據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2021年，支持快充的熱銷車型平均理論充電倍率約為1C，即實(shí)現(xiàn)電池容量30%-80%需要充電約30分鐘、續(xù)航可達(dá)到約219km(NEDC標(biāo)準(zhǔn))。而在實(shí)踐中，大部分純電動車實(shí)現(xiàn)上述電池容量需要充電40-50分鐘、可行駛里程約150-200km。若加上進(jìn)出充電站的時(shí)間(約10分鐘)，純電動車花費(fèi)約1小時(shí)的充電時(shí)間僅能在高速路行駛1個多小時(shí)。
電動汽車電壓平臺電壓低是限制充電效率的原因之一。受限于硅基IGBT功率器件的耐壓能力，目前已上市的大多數(shù)電動車搭載400V電壓平臺。據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》，直流充電輸出電流范圍優(yōu)先選擇80A-250A。按此標(biāo)準(zhǔn)，電動車峰值充電功率約為100kW，即100kW級功率充電10分鐘大約補(bǔ)充16.7kWh的電量，對應(yīng)可行駛100km。
以蔚來、寧德時(shí)代為代表的頭部企業(yè)近年來力推換電模式，即通過集中型充電站對大量電池集中存儲、充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對電動汽車進(jìn)行電池更換，從而省略車輛等待充電的時(shí)間，提高電動汽車補(bǔ)能效率。
業(yè)內(nèi)人士表示，換電運(yùn)營正處于起步階段。由于換電設(shè)備包括快換系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等部分，需要機(jī)械和電氣、軟件和硬件多項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，具備一定的壁壘。
加速技術(shù)迭代
電動汽車電壓平臺向高壓化發(fā)展、電池功率密度和充電倍率快速提升，有助于提升電動汽車的充電效率。業(yè)內(nèi)人士表示，高電壓快充不僅能夠提高充電速度，同時(shí)，在電機(jī)輸出功率不變的情況下，能夠顯著降低熱損耗，并帶來車內(nèi)線束線徑的減小、重量減輕。
2019年，車企開始關(guān)注800V高電壓方案；2021-2022年，越來越多車企高端車型采用800V快充。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前采用800V高電壓的車型有保時(shí)捷Taycan、現(xiàn)代IONIQ 5、廣汽AION VPlus等，小鵬汽車、廣汽埃安、嵐圖、理想汽車等紛紛進(jìn)軍800V的車載高壓平臺。
東吳證券表示，800V高電壓方案的實(shí)現(xiàn)將會使充電功率突破400kW，預(yù)計(jì)會實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200-300km的效果，將大幅緩解充電焦慮。
電池能量密度也在不斷提升。鋰電巨頭寧德時(shí)代日前發(fā)布的麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)，支持5分鐘快速熱啟動及10分鐘快充，可實(shí)現(xiàn)整車1000公里續(xù)航，能量密度較特斯拉4680電池系統(tǒng)提升13%。在快充方面，中國證券報(bào)記者從寧德時(shí)代了解到，公司的超快充技術(shù)最快5分鐘充電量可以達(dá)到80%。
招商證券表示，電動車充電時(shí)效是僅次于長續(xù)航的重要性能指標(biāo)，對整車消費(fèi)體驗(yàn)的重要性不言而喻。當(dāng)前，車企與電池公司正在推動充電倍率從1C-2C向4C甚至6C升級。快充需要電池材料特別是負(fù)極相關(guān)材料升級，同時(shí)意味著充電系統(tǒng)大功率化。
布局超級充電樁
多家車企正加速布局高功率充電樁。東吳證券表示，高功率充電樁對散熱技術(shù)要求較高，通常需要采用液冷技術(shù)，相比低功率充電樁推廣成本更高，預(yù)計(jì)未來將以主機(jī)廠自建，或由第三方代工的模式為主。
蔚來通過換電站、超充樁和充電車構(gòu)成全場景化的加電服務(wù)體系，在車企補(bǔ)能綜合布局方面走在前列。截至2022年7月6日，蔚來在全國已累計(jì)建成換電站1011座(其中高速公路換電站256座)、充電站1681座(充電樁9603根)，接入第三方充電樁超過52萬根。超級充電樁方面，蔚來直流充電樁擁有最大180kW和250A的性能，20kW直流充電樁充滿100kWh的電池包僅需5個多小時(shí)。
蔚來還透露，未來將陸續(xù)發(fā)布包括峰值功率500kW、峰值電流650A的液冷超級快充樁和第三代換電站等全新加電設(shè)施，并宣布向全行業(yè)開放800V高壓平臺電池包及配套的換電體系。
招商證券估算，2021年至2025年，我國新能源汽車銷量復(fù)合年均增長率在36%左右，如果2025年車樁比要達(dá)到1.5:1，2021年至2025年新建充電樁復(fù)合年均增長率將近45%，需要全社會加大充換電體系的投資強(qiáng)度。