新能源汽車充電的速度正在不斷逼近燃油車加油的速度。
從慢充“進化”到快充,一輛車的充電時長從近十個小時縮短到一小時以內(nèi)。如今,更高功率的充電設(shè)施讓充電時長開始以分鐘計。
縮短充電時間,這被認為是緩解新能源汽車里程焦慮的關(guān)鍵,也是當前車企“內(nèi)卷”的主戰(zhàn)場之一,而更大功率的充電設(shè)施是實現(xiàn)更短充電時間的基礎(chǔ)。
在企業(yè)、地方政府已經(jīng)對大功率充電設(shè)施投入極高熱情的情況下,今年6月,國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門印發(fā)《關(guān)于促進大功率充電設(shè)施科學規(guī)劃建設(shè)的通知》 (下稱《通知》),這是國家部委層面第一次針對大功率充電設(shè)施出臺文件,其中最受關(guān)注的是,提出“適度超前”布局大功率充電設(shè)施,到2027年底,力爭全國范圍內(nèi)大功率充電設(shè)施超過10萬臺。
“適度超前”的“度”如何把握,讓大功率充電設(shè)施更好發(fā)揮其作用,同時避免過度投建,這可能是當前的焦點。
2023年6月30日,廣東深圳市,2023國際數(shù)字能源展期間,南方電網(wǎng)與華為打造的會展中心全液冷超充示范站,為人們帶來“一秒一公里”“一杯咖啡,滿電出發(fā)”的超快充體驗。圖/IC
250千瓦充電樁,超前嗎?
充電樁充電功率的高低,是影響充電速度快慢的關(guān)鍵因素。比如人們購車時獲贈的充電樁,適配家用場景,使用交流電,充電功率多為7千瓦,給一輛裝有70度電池的車充電,理論上充滿需要十小時。
公共充電樁前期鋪設(shè)的也是這樣的交流慢充樁,隨著直流快充樁逐步推廣,功率從幾十千瓦到上百千瓦不等,甚至達到兆瓦級別。這些被稱為快充、超充、閃充的技術(shù)正在迅速落地。
重慶、廣州、深圳等城市近年提出打造“超充之城”。深圳在2023年就明確了“超充之城”的短期目標:力爭到2023年底,建成不少于150座公用超充站;2024年3月底前,建成不少于300座公用超充站。不過,何為超充,并沒有統(tǒng)一定義。北京、深圳認定超充設(shè)備單槍額定功率不低于480千瓦。
當下人們究竟需要多大功率的充電設(shè)施?答案并非一味追求“大功率”。因為實現(xiàn)大功率充電,一方面取決于充電設(shè)施,另一方面也取決于車輛與電池技術(shù)。
“樁的能力可能會被車限制,反之亦然。比如車端充電承載能力,在很大程度上取決于電壓平臺?!鼻迦A四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院光儲直柔應用技術(shù)研究所副所長李立理告訴《中國新聞周刊》。
深圳將超充門檻設(shè)定在480千瓦就比較高,深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計研究中心研究院副總工程師朱宏佳解釋,這是由充電設(shè)施、新能源汽車、電力等領(lǐng)域?qū)<一诩夹g(shù)條件、服務水平,以及電網(wǎng)承載力等因素綜合討論確定。
在他看來,深圳大功率充電設(shè)施技術(shù)條件比較成熟。2023年,深圳部分充電設(shè)施龍頭企業(yè),如華為數(shù)字能源、英飛源等均已推出600千瓦級別的充電樁產(chǎn)品,充電場站運營商也已開始配置120千瓦、240千瓦,甚至更大功率的充電設(shè)施。
反而是新能源汽車沒有準備好?!皳?jù)統(tǒng)計,今年5月全國基于800V平臺打造的新能源汽車車型累計近180款,而2023年時僅有約30款,規(guī)模增長近5倍?!敝旌昙驯硎荆?00V高壓平臺能夠匹配四五百千瓦功率的充電設(shè)施,更多車型與電池能夠適配大功率充電設(shè)施。
受訪者普遍認為,如果將充電設(shè)施視為一種基礎(chǔ)設(shè)施,應該穩(wěn)定提升充電設(shè)施功率,關(guān)注與市場多數(shù)車輛能否適配,服務盡可能多的車輛。
對于前述《通知》將250千瓦確定為大功率充電設(shè)施的充電功率門檻,國家發(fā)展和改革委員會能源研究所助理研究員付畢安告訴《中國新聞周刊》,這一規(guī)定主要是參照了2015年版充電國標和后續(xù)升級版(即“2015+”版)的相關(guān)技術(shù)指標。2015年版國標最大充電功率為250千瓦,而“2015+”版則將上限提升至800千瓦。
250千瓦功率充電設(shè)施究竟處于怎樣的水平?50度電池,半小時左右可以充滿。經(jīng)歷數(shù)輪技術(shù)迭代,目前越來越多的充電樁以及車輛與電池都能夠支持250千瓦的充電功率。
付畢安告訴《中國新聞周刊》,當下正處于充電基礎(chǔ)設(shè)施更新的節(jié)點?!跋啾扔谌藗兪煜さ囊恍╄F路、公路等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施,充電基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命更短、技術(shù)迭代更快,一些2020年前投放的充電設(shè)施,其實已經(jīng)來到更新?lián)Q代的時點?!?/p>
2024年8月11日,在北京豐臺麗澤商務區(qū)超級充電站,國網(wǎng)北京市電力公司技術(shù)人員示范液冷充電槍的使用方法。
建多少?建在哪里?
盡管從技術(shù)角度來講實現(xiàn)沒有難度,但依然存在大功率充電設(shè)施需要建多少的問題?!锻ㄖ诽貏e提出,避免資源浪費和無序投建。
“車企每年新推出的車型,適配的充電功率不斷提升,特別是中高端車型,普遍達到200千瓦以上。技術(shù)會從中高端車型向市場主流車型滲透,比如當前一些10萬元左右的經(jīng)濟型車型,適配的充電功率也達到120千瓦以上?!崩盍⒗砼袛?,在明后年,一些經(jīng)濟型車型的充電倍率也會達到3C、4C的水平,這意味著能夠適配大功率充電設(shè)施,充電設(shè)施向大功率升級是必然趨勢。
但問題的關(guān)鍵是升級的節(jié)奏,對于約四千萬輛的存量新能源車而言,其中大部分難以享受到大功率充電設(shè)施的服務。李立理認為,“在過渡階段沒有必要將存量充電設(shè)施全部改造”。
充電設(shè)施過度投建,并非沒有前車之鑒?!按饲俺潆妶稣疽欢葻o序發(fā)展,出現(xiàn)‘僵尸站’‘僵尸樁’,以及一些場站利用率較低,充電樁每天平均利用時長可能只有一個多小時?!崩盍⒗碚J為,這與企業(yè)此前“跑馬圈地”有關(guān)。他建議,政府未來需要引入總量動態(tài)調(diào)控機制,類似對于平臺投放共享單車進行總量控制的政策。比如上海最近根據(jù)每個街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“車樁比”,將不同區(qū)域的充電設(shè)施飽和程度劃分為三類進行總量管理。
截至今年6月底,深圳已建成1057座超充站,單站服務半徑約一公里,基本能夠覆蓋全市八成以上建設(shè)用地。但是超充站的充電設(shè)施多是快充、超充結(jié)合,甚至快充設(shè)施可能占比更高。
朱宏佳表示,2023年,深圳開展超充規(guī)劃時,測算了全市超充場站總規(guī)模。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)各區(qū)新能源汽車保有量、經(jīng)濟、人口等數(shù)據(jù),確定了各區(qū)超充場站發(fā)展規(guī)模。同時,彈性化預留了升級擴能條件,未來隨著特高壓平臺技術(shù)發(fā)展、電池技術(shù)提升,運營商可結(jié)合需求升級改造。
有業(yè)內(nèi)人士向《中國新聞周刊》表示,超充車型多,不代表超充車多。超充車多,也不代表其進行超充的頻次高。“其實在確定究竟該建多少大功率充電設(shè)施時,應該調(diào)取一些超充車輛的充電行為,關(guān)注這些車輛使用超充設(shè)施的頻率,但是調(diào)取這些數(shù)據(jù)比較困難?!?/p>
大功率充電設(shè)施建設(shè)并非要顛覆現(xiàn)有的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。截至2024年底,國內(nèi)公共充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量達到357.9萬臺,《通知》提出的目標也并不激進,即到2027年底力爭大功率充電設(shè)施超10萬臺,占比有限,而優(yōu)先新建、改造的場景包括高速公路服務區(qū)、重大節(jié)假日期間利用率超過40%的充電設(shè)施等。
在當前,不同功率的充電設(shè)施各有其角色。深圳在布局超充設(shè)施時,居住、工作場景仍以慢充為主,在商業(yè)中心、交通樞紐等地超快充和慢充相結(jié)合,在城市公共停車場則以超快充為主。朱宏佳介紹,從實際使用情況來看,公共充電場站超充設(shè)備的使用率高于快充、慢充,特別是位于商業(yè)綜合體、公園周邊的超充設(shè)施。
朱宏佳認為,智能有序的慢充仍是主體,超充快充更多作為輔助?!皬男履茉雌囓囍鞯难a能習慣來看,人們還是習慣晚上到家后利用家充樁,在電價較便宜的夜間充電。在公共充電場站更多滿足臨時補能需求,更需要大功率充電設(shè)施減少等待時間,但是這并非主體?!?/p>
“從規(guī)劃的角度來講,希望形成慢充為主、超快充為輔的格局,這樣對于電網(wǎng)的沖擊可控,否則隨著大功率充電設(shè)施的進一步普及,如果出現(xiàn)車輛到超快充站集中充電的情況,對于局部配電網(wǎng)的沖擊比較大?!敝旌昙颜f。
重卡在河北唐山市曹妃甸區(qū)一處充電站充電。 本版圖/新華
土地與電網(wǎng)容量的挑戰(zhàn)
充電設(shè)施建設(shè)需要土地和電網(wǎng)容量兩個關(guān)鍵要素支撐。尤其是后者,常常被忽視。
比如,一些老舊小區(qū)規(guī)劃時沒有預見到新能源汽車充電需求,而小區(qū)電網(wǎng)容量有限,這意味著電網(wǎng)公司需要升級電網(wǎng)容量,或通過有序充電的方式提供充電服務。家用充電樁的功率多是7千瓦,幾乎沒有家用電器能夠達到這樣大的功率。按照現(xiàn)行《住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》,一套60至90平方米的住宅用電負荷是4千瓦。
“大功率充電設(shè)施可能會對電網(wǎng)造成較大的瞬時沖擊。從實際情況來看,除去用電資源本就比較緊張的部分臺區(qū)(指電力系統(tǒng)中由一臺配電變壓器供電的區(qū)域),深圳已經(jīng)建成的1057座超充站對電網(wǎng)的沖擊尚可承受?!敝旌昙驯硎?,2023年深圳提出建設(shè)超充站時,南方電網(wǎng)曾評估站點建設(shè)對電網(wǎng)的影響。運營商申報建站時,電力部門會基于場站的報建功率,對所屬臺區(qū)的電網(wǎng)情況進行評估,減少其投運后對電網(wǎng)的沖擊。
盡管從深圳的經(jīng)驗來看,當下的影響尚可控,但李立理認為,未來隨著適配大功率充電設(shè)施的車輛越來越多,考慮單站滿充情況,需要提升電網(wǎng)容量。如果場站容量在2兆瓦以內(nèi),現(xiàn)有配電網(wǎng)能夠支撐,就可以降低充電場站接電成本。但是如果單站容量過大,就需要新建供電線路,這就涉及在城市建成區(qū)協(xié)調(diào)新的土地、管廊等資源。因此,需要控制單站規(guī)模,鼓勵容量適中,如1兆瓦左右的場站分散布局,也能提高服務半徑。
更大的難題是,在城市之外的高速公路服務區(qū)布局大功率充電設(shè)施,可能面臨更多挑戰(zhàn)。
李立理認為,高速服務區(qū)此前用電需求主要來自商業(yè)用電,充電需求使得服務區(qū)用電需求提升了一個數(shù)量級。特別是一些流量較大但遠離城區(qū)的服務區(qū),供電能力比較薄弱,充電需求又比較旺盛,考慮到未來重卡充電的需求,有必要將電力規(guī)劃與物流通道規(guī)劃協(xié)同考慮。
此次《通知》也提出,電網(wǎng)企業(yè)要積極開展大功率充電負荷特性對區(qū)域配電系統(tǒng)的影響研究,分層分級評估電網(wǎng)對大功率充電設(shè)施的接入能力。
重卡超充:真正的難題
“當前充電網(wǎng)絡(luò)主要服務乘用車,而重卡補能其實是大功率充電設(shè)施一個非常重要的應用場景?!崩盍⒗肀硎尽?/p>
隨著重卡新能源轉(zhuǎn)型加速,滿足其充電需求正變得愈發(fā)重要,但是無論土地、電網(wǎng)容量,還是相關(guān)技術(shù)的投入,目前均有不足之處。
能源基金會交通項目主管楊佩佩告訴《中國新聞周刊》,針對重卡充電設(shè)施應該進行專項規(guī)劃,特別是貨運干線重卡充電設(shè)施規(guī)劃?!霸谪涍\干線建設(shè)大功率充電設(shè)施,需要統(tǒng)籌場地用地條件和電力條件,場站選址也需要與物流樞紐、貨運干線協(xié)同,通過制定重卡充電設(shè)施專項規(guī)劃可以統(tǒng)籌協(xié)同各類資源,并且與相關(guān)電力規(guī)劃、交通規(guī)劃相銜接,將重卡充電對于電力、交通設(shè)施用地的需求納入各自的相關(guān)規(guī)劃中?!?/p>
這是因為,相比于乘用車,重卡充電設(shè)施所需的功率、分布、場站設(shè)計等存在顯著差異。一些地方政府開始提出重卡大功率充電設(shè)施發(fā)展目標。比如,此前天津印發(fā)了國內(nèi)首個電動重型貨車充(換)電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域政策文件,提出到2025年,建成滿足不少于1萬輛電動重型貨車需求的充(換)電基礎(chǔ)設(shè)施;到2027年,建成滿足不少于2萬輛電動重型貨車需求的充(換)電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展目標。
從2024年開始,深圳開始推動建設(shè)以超快充為主的重卡充電設(shè)施,這是現(xiàn)實倒逼的結(jié)果。
2018年,深圳政府曾給予補貼,推動三四千輛燃油泥頭車更換為電動泥頭車。2024年下半年,深圳港口內(nèi)的拖車,以及疏港集裝箱貨車開始電動化轉(zhuǎn)型。一方面因國家實施了貨車“以舊換新”補貼政策,另一方面,深圳物流特點與電動重卡的性能比較匹配。深圳的重卡主要服務于疏港運輸,平均每天的運輸距離為200—300公里,與當下主流搭載400度電池的重卡續(xù)航里程匹配。
朱宏佳告訴記者,“根據(jù)深圳市交通運輸局反饋的數(shù)據(jù),截至今年8月,深圳約有1000輛電動牽引重卡,近一年迎來可觀增長”。
土地對于重卡充電設(shè)施建設(shè)是重要瓶頸。城市一般不會為重卡留出停車空間,重卡更多停放于物流園區(qū)、工廠,或是在港區(qū)周邊的道路臨時停放。
朱宏佳表示,在深圳電動重卡快速增長后,從充換電服務的角度來看,深圳服務于大型車輛的充電場站并未完全匹配。當前,深圳共有近20座充電站主要服務于重卡,主要服務2018年更換的電動泥頭車,泥頭車長約9米,牽引重卡帶貨柜后長度近20米,現(xiàn)有場站規(guī)模難以匹配牽引重卡需要。
目前充滿搭載400度電池的重卡大約需要一個半小時,在深圳,一些車主會在晚間把重卡交給充電場站運營方,他們先將車輛停放在場站周邊的停車場,等一批車輛完成充電后再進場充電。在場地有限,而且深圳地價較高的情況下,一些重卡充電場站在以這樣特殊的方式運營。
此外,重卡大功率充電設(shè)施對于電網(wǎng)的沖擊可能更為顯著?!俺擞密嚦湔狙b機功率在四五千千瓦的水平,而重卡超充站可能達到兩三萬千瓦的水平。而且乘用車充電不一定集中在某個時段,但是重卡充電集中在夜間,可能會對臺區(qū)造成較大沖擊?!敝旌昙驯硎?。
李立理認為,重卡大功率充電設(shè)施對于電力容量的需求,相比于乘用車高出一倍以上,而且難以像乘用車充電場站那樣,直接接入存量配電網(wǎng)。重卡充電場站往往在郊區(qū)等電網(wǎng)比較薄弱的地區(qū),需要新建配電線路,甚至更高等級的變電站供電,因此配電網(wǎng)的升級改造是未來兆瓦級重卡充電場站建設(shè)的重要前提。
此外,重卡超充技術(shù)層面仍然有待突破。楊佩佩表示,《通知》提到,開展單槍兆瓦級充電技術(shù)研究與試點應用,但是產(chǎn)業(yè)界目前對于單槍兆瓦級充電技術(shù)并未過多投入。其對于車側(cè)、樁側(cè)的技術(shù)都提出更高要求,對于一些元器件的耐受程度也提出更高要求,電池也需要更高的充電倍率。
“再比如重卡充電接口的位置能否統(tǒng)一,國內(nèi)缺少相應規(guī)范,位于車輛左側(cè)、右側(cè),甚至后方的情況都有,應該盡可能統(tǒng)一,這樣充電場站在設(shè)計時也能夠統(tǒng)一布局。”楊佩佩說。
李立理認為,重卡正在重走乘用車走過的路,車側(cè)與充電側(cè)都處在技術(shù)升級、成本下降的進程中。乘用車充電基礎(chǔ)設(shè)施走過的彎路,最好應通過科學規(guī)劃,避免在重卡充電建設(shè)上重現(xiàn)。
發(fā)于2025.9.15總第1204期《中國新聞周刊》雜志
雜志標題:超級充電,如何提速
記者:陳惟杉
編輯:閔杰
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