国内外车企大功率快充-800V技术规划和量产情况——国内篇
很多朋友也已经感觉到,最近的1年多来,快充技术路线的曝光度越来越高,可以说已经成为了国内外主要车企的下一步发展技术路线的明牌了。目前在资本市场上,很多投资人也对快充很有兴趣,而这也是我们联动杨博士带领的技术团队(快充,圆柱)技术上最大的亮点特色。为了在市场/客户侧全面的整理一下各个车企在快充方面的布局情况,最近和部门的同事一起努力,做了一个快充技术/800V平台的简单综述报告,在这里就与大家做一个分享。
注意,本报告几乎95%以上的内容都是基于网络公开信息(微信公众号主流KOL,各企业的官宣信息)得来:可能有些企业在做开发,有些快充的信息没有披露——因此笔者调研的结论如果是这家没在做/做的慢,不见得100%代表这家真的进度是这样的。本报告没有从各家内部调研得到的进展信息,且即使笔者知道,披露也不合规。特此说明。
本综述报告会分两期,上期是国内车企,下期则会是国际车企。
大背景:里程焦虑“破局者”——大功率快充/800V技术
充电慢+难
众所周知,目前国内外主流车型基本都是使用的400V左右的电压平台,使用的电芯也大多就是最快1C左右充电——对应到即使有能满足1C (基本也要50-60kW左右了)左右的充电桩,也要一个小时。而一般情况下,还是7/22kW这样的中底功率的充电桩更多一些,而且常常不够用,停车难,桩会损坏,充电慢,因此这些因素都导致了充电慢+难,里程焦虑就成为了大家使用电动汽车关心的核心问题。
想提升充电功率:P=UI,该提U了
参考快充原理,笔者之前有篇文章,可以参考:《动力电池快充的原理是什么?》
其实在接下来发展快充,一方面要在单体电芯上把充电C倍率提上去,另一方面又要让充电桩/汽车电气平台/电池系统能更好接受这个更高的功率输入。此时,如果要把功率进一步提到200kW以上,
如果实际上需要让各种导线、母排变的更粗,基本上是不现实的。目前主流充电枪的最大电流限制在500A,对应400V的最大功率就是200kW,这也基本就是特斯拉这种为数不多的做大电流基础的大功率快充路线的天花板了。所以接下来要:
要么提升电流,但由于大电流对于充电枪、线缆以及电池核心部件等会产生很高的热损失,其理论提高上限并不高,目前主流充电枪的最大电流限制500A,所能达到的充电功率大约为200kW,而对于目前很多企业规划的大功率需求已经有了350/500/1000kW,因此这200kW还远不能满足充电需求。
要么提升电压,反观提升电压的技术路线,不仅可以轻松实现充电速率的快速提升,还能降低热损耗、减轻整车质量、优化动力结构、提高安全性能,等等。因此接下来做大功率快充,实际上800V基本就是一个绕不过去的方向,必须向这攻克。
本文一些概念的说明
在这里,笔者想强调一点:大功率快充,其实是一个相对的定义:说到350kW,大家都知道这肯定算快充,但是问题来了:200kW算不算?100kW算不算?如果把界限定在100kW——那99kW又为什么不算呢?
所以在本综述中,笔者直接给出一个定义——只是为了方便本文的一个逻辑体系给出的硬性定义:大功率快充的门槛功率就定义为目前400V平台能达到的极限200kW,这样下一代的350/500/1000kW都算做严格的大功率快充,然后800V系统的能力也都能被纳入进去。
这样的话,稍低一点的50~200kW这些算做准-大功率快充——这只是为了与刚才的200kW以上去做一个区分,我也知道这50-200kW在现在已经是很领先的数据了。基于以上的这些背景和前提,笔者在这里介绍一下国内外车企的快充技术的布局情况。先看国内:
蔚小理——新势力三强中蔚来明显路子不一样,小理则是行业领军者,零跑也加入混战,华为目标激进但是到底打算怎么造车?
蔚来:好像不太热衷?
笔者在网上搜了一大圈:发现,蔚来的电池/补能技术路线是明显与小+理不一样,甚至与所有主流车企都不太一样的。众所周知,乘用车做换电还是有些本征上的问题的,但是蔚来把这块的服务已经做成了一个核心内容方向,甚至推出了“电区房”概念。
当然在这里,重点并不是要展开讨论换电VS充电的优劣,但是基本已经很明显了:在小+理都在快充路线上明显发力的时候,蔚来基本还在重视推广换电/BaaS/固态电池1000km/不起火电池。在这里,笔者绝对不是要说这些方向不对不好,只是想说明蔚来的侧重点的确怎么也不像是在快充上。
但是也不能说一点都没有。2021.07 NIO Power Day上,蔚来不仅提了换电业务的发展布局规划,也提到了:充电方面蔚来已经建设204座超充站和382座目的地充电站,充电桩有四种:1.0、7kW家充桩2.0、20kW快充桩和180kW超充桩。从一些朋友那里也知道一些情况,蔚来也在快充方面有一些布局。所以笔者猜测估计:蔚来应该是几个方向都在做,但是应该还是换电是其更为核心的战略,快充还不是其核心方向。
小鹏:一直很积极,免费快充早就已经是品牌名片,G9值得期待
2021年11月19日,小鹏汽车在2021广州车展,展示了搭载了XPower 3.0动力系统的G9车型,是国内首款基于800V高压SiC平台的量产车,未来将实现超充5min,补能超过200km的能力,预计本车2022年Q3交付。不仅如此,在基建方面,小鹏汽车还将铺设中国首批量产的480kW高压超充桩,充分释放补能效率。
其实小鹏在快充方面的布局一直就比较高调明牌。在现有的技术水平下,小鹏一直就有着为车主提供的小鹏快充站免费充电(几十kW)的服务,笔者还在试驾P7的时候体验过一次《舒适轻松+高效绿色——小鹏P7自动导航辅助驾驶NGP功能体验记(多图)》,非常不错。因此在快充领域,可以说是小鹏很早的树立了这一形象,占据了消费者的心智。
理想:从一款增程产品打天下到快充增程两条腿走路
在2020年底~21年初,不断有新闻介绍了理想下一步的发展方向:即要开始做纯电快充,以后会增程+纯电快充两条腿走路。根据官方的说法:会推出两大平台:空间取向的 Whale 平台和性能取向的 Shark 平台,推断应该都与快充有关。2023 年开启量产交付首款纯电车型,2023 年之后,每年至少推出两款纯电车。
从以上信息不难看出,理想的产品很快就要推出,且一出道就在快充上非常追求极致,说不定第一款产品会和G9有一个下面的交锋?应该会是一个比较有意思的对比,可以跟进一下。
零跑
零跑在近一年来的异军突起是行业的意外之喜,在去年,该公司也公布了自己的800V 超高压电气平台,最高可以支持400V充电,实现5min 补充200+km续航的表现,相应车型将在2024Q4量产,实现5min 200+km的续航。
华为
华为发布了智能AI闪充平台,电压可以达到750-1000V, 在电池上无需预热,第一代FC1轻松实现SOC充电30%-80%仅需15分钟,还有一系列智能监控等功能。在量产方面,搭载如图中所示的FC1第一代技术的ARCFOX极狐已经在2021年5月量产,拱载宁德三元锂2.2C超充定制电池,最长续航708公里,充电性能为15min SOC30%-80%,10min补充续航200km。
而根据华为的规划,在接下来,23和25年该冷平台将升级分别达到400kW-7.5min (30-80%SOC)和600kW-5min(30-80%SOC)的充电能力,性能指标较为激进。不仅如此,华为正在研究超级快充电动汽车基础设施,充电约7分钟,汽车的电量就可以由20%到80%,预计2022年会发布。
在这里点评两句吧。极狐应该是个好产品,但是可惜的是一直不叫座,原因什么的业内讨论也不少,在这里不多点评了。而华为本身自己的造车要向何处去,准备怎么切入这个市场?这恐怕才是大家一直要关心要问的问题。
传统车企:高电压老司机比亚迪做LFP快充? 吉利、长安、长城、岚图都在加紧布局,近距离再看一眼广汽
比亚迪
在这里我把比亚迪放在传统车企了,但是说实话BYD还是一直挺有创新精神的,做的东西也是会与别家比有些差异性。针对快充800V,比亚迪已经推出了e平台3.0,基于800V平台可以达到228kW甚至更高的充电功率,可以实现5min 150km的充电表现,然后该平台的代表车型已经量产:像元PLUS/海豚等也已经拥有了半小时充电30-80%SOC(当然这个表现似乎按本文的快充定义还不算,但是人家毕竟是用LFP电池做的)。
说到这里,其实我想简单评述一下:BYD相比于其它车企,在产业链的垂直整合上是有一些自己的优势的:电池-电驱-电控,而且之前就已经有600V的功底(一堆车型是600V)。虽然这几款800V的车的快充性能一般,但是不要忘了,几乎这些都是在LFP电池上实现的,而其它家的快充更多的是在靠高端的三元。
所以,接下来比亚迪怎么基于自己已经有的一些优势再做差异化(快充技术)发展应该会是一个很有意思的事情,笔者也很好奇。毕竟BYD品牌高端化的势头强劲,还是非常值得期待的。
吉利
2020年9月23日,吉利汽车集团发布了SEA(SustainableExperience Architecture)浩瀚智能进化体验架构,在电动汽车最核心的“三电”方面,SEA浩瀚架构采用电驱动、电管理、电生态的新三电理念。最大800V高电压系统支持充电5分钟续航120公里。
接下来在2021 年,吉利正式发布-量产了基于该SEA 架构的第一款产品——极氪 001,电池包容量有86 和 100kWh两个版本,续航里程最高可达 712km,零百加速可达 3.8s,而搭载 800V 高电压平台的极氪 001 可实现充电 5min 续航 120km,且支持最高360kW超级快充。修正:该车为400V-2022.3.20
可以看出800V/360kW技术率先搭载给了极氪001——这一被集团寄以厚望的旗舰品牌/车型,这也说明了吉利发展的决心以及对于快充技术的定位。5min 120km的指标在目前看其实还是比较中规中矩的高性能快充性能——也期待吉利在接下来的时间里能够不断保持性能指标进步,为市场持续交付优秀性能的产品。
长安
2021年8月24日,在2021长安汽车科技生态大会上长安汽车发布了800V电驱平台。在该平台与高倍率快充电芯支持下,长安新一代电动车平台车型(800V电驱平台匹配高倍率快充电芯)最快可具备充电10分钟续航200km的能力。
根据长安汽车官方介绍,基于长安新能源动力系统平台规划,品牌的新一代超集电驱系统开发了450V和800V两个系列化产品,可覆盖240V-800V电压范围,满足160-300kW功率需求,最大可满足400-1000km的里程需求。
然后长安介绍的是:该系统将率先搭载至全新专用电动车平台首款车型C385,该车还有脉冲电流自加热(高均匀度和效率),来保证充电和行驶的表现,加热的均匀度、效率都更高。
然后就在最近,阿维塔11登上了工信部公告:
总体来说,产品力应该是比较优秀的,值得期待。
长城-沙龙
2021年11月,长城沙龙发布旗下首款车型机甲龙,搭载自研的大禹电池,电池容量为115kWh,CLTC续航802km。此外,机甲龙采用了800V高压充电技术,峰值电流最高可达600A,充电10分钟,可实现续航401km,充电15分钟,可实现续航545km。根据网络的消息,交付情况为:限量版将在2022年上半年陆续交付。
从性能指标上看,10min 400km的确是很——吓人的一个厉害指标了,不过可能有几点要注意:1)这个电池包大,折合的里程自然多,换成别家的车型按比例缩个20%是正常的;2)这个交付叫做限量版陆续交付,和真正意义上的大规模量产的区别是啥不得而知(对我还想@下蔚来的360Wh/kg)。
但是不论怎么样,长城这边对于快充的规划很清晰,工作开展的也比较早,而且其像比亚迪一样目前拥有比较完整的电动汽车上下游产业链布局,也很可能会主要依托蜂巢的快充规划电池来做布局,因此接下来长城的动向是很值得关注的。
岚图
岚图在去年发布了自己的800V高压超级快充技术:包括多重冗余保护、超低系统能耗高性能电池——4C电芯SiC电驱总成等,可以达至和长城沙龙一样的10min充电续航400km的性能。关于量产,只看见了这样的一个信息:岚图汽车800V高压超级快充技术已进入整车测试阶段。所以可能是明年年中/年底?后年?
希望可以尽早见到车型,笔者还是很期待中国的自主品牌向上的。
广汽埃安
好了,最后要看一下广汽了,其实它几乎可以说是国内喊快充最早的企业。
两三年前,广汽的石墨烯电池就掀起了舆论的热潮,也算是在快充上给了大家启蒙。
在快充车型方面,广汽在去年年底正式量产了AION V,不同版本电池容量为71~80kWh不等,其中包括了3C/6C快充版,其中6C最极致的快充性能为5分钟充电30-80%SOC,对应200km。
其实在这细心的朋友不难看出,6C是很牛,能量产更厉害,5分钟充电是可以,但是对应出来的5min 200km性能,也没有本质上把其它家完全甩开。考虑到广汽的电池的参数很多数据都没有公开,但是基于以上的信息,笔者有几个大胆的推断:该车电池包体积不小,但是也就是装到70-80度电——电芯的体积比能量应该不会太高,所说应该也就500Wh/l左右,而且这个也与目前6C快充电芯的发展情况相符——你要是非说自己方形电芯240Wh/kg可以干到6C且已经SOP,那……麻烦给我们测试观摩一下。
但是不管怎样,广汽仍然是走在了时代的前列,而且其在充电基建上也下了大功夫,推出了A480超充桩,广汽埃安首个超充站于2021年8月30日落户广州东宏国际;2021年广汽独立建设了100个充电桩,预计到2025年,广汽将会在全国300个城市建设2000座超充站;并将以一二线核心城市辐射周边经济区;打通广州-北京、广州-上海、广州-云贵等省际出行路线。可以说广东在这边为天下先,探索新路的勇气和实干的成果还是很令人钦佩的。
最后小总结一下:
国内的主流新势力、龙头传统车企几乎都在大功率快充/800V赛道上明显发力,官宣的时间集中在21年,量产推出产品时间基本是22年-24年,晚点推出的性能整体会更高一些,符合行业技术成熟的规律
如果以真正量产供应(非限量供应)+考察产品全面性能维度(能量密度,成本,快充,寿命,量产)来衡量,各家产品快充能力有一定差异,但是并没有特别哪家会提供出特别“离经叛道”式的优秀产品
致谢
感谢组内成员张林林系统整理国内外企业快充方面的各种资料,在此方面提供的大力支持。
下期给大家讲国际的。