出品 | 探客出行

作者 | 荷默

編輯 | 閃電

美編 | 倩倩

審核 | 頌文

最高功率520KW，最高電壓740V，最大電流700A，僅用時12分鐘，便實現了從5%到80%的電量補能……一杯咖啡的時間可跑500KM的時代終于要來了？

近日，某未上市先爆火的純電車型帶著寧德時代的5C超充小視頻開始流傳網絡。

讓人尖叫的高效補能體驗沒有最好，只有更好。在這個新能源汽車行業發展初期，以充電樁為主的基礎設施建設也正陷入了百家爭鳴的廝殺中。

1、電車的滲透才剛開始

2020年9月，我們提出了以“力爭在2030年前實現‘碳達峰’和在2060年前實現‘碳中和’”為目標的“雙碳”戰略計劃。在“雙碳戰略”的推動下，新能源汽車替代燃油車已是大勢所趨。

自北汽集團于2009年拿到第一張新能源汽車生產資質以來，我國的新能源汽車已進入到了第15年。如今的新能源也早已告別了靠補貼推動行業發展的階段，一躍成為全世界最大的新能源汽車市場，占據了全球近六成的新能源汽車產銷量，并成為當下最具活力的創新創業賽道。

乘聯會數據顯示：2023年我國狹義乘用車零售銷量約2170.3萬臺，同比增長5.6%。其中，新能源汽車銷量達774.0萬臺，同比增長達36.3%。全年新能源汽車滲透率達35.66%，其中，四季度的滲透率達40%。

更值得慶幸的是，我們在繼2009年成為全球最大的汽車產銷國后，于2023年取代日本成為全球最大的汽車出口國。新能源汽車成為中國汽車產業的新增長點。

即便有著如此龐大的汽車市場，我國的汽車發展之路依然處于起步階段。近日，公安部的一則數據顯示：2023年全國的汽車保有量約3.36億臺，其中，新能源汽車的保有量才2041萬臺，市場占有率僅有6.07%。

有數據顯示，2022年美國每千人汽車擁有量為837臺，日本為639臺，德國為637臺，即便是和中國人均GDP不相上下的馬來西亞也有461臺，而中國僅有215臺。若想讓我國的汽車普及率達到西方歐美的水平，意味著還有三到四倍的提升空間。

可以毫不夸張地講，全球汽車的未來看中國，中國汽車的未來看新能源。

隨著新能源汽車的高速發展，對基礎的充電設施普及和充電效率有了更高的要求。雖然，近年來中國在充電的基礎設施建設上取得了較大的成績，但總體看來，充電樁的建設速度還是要遠落后于新能源汽車的數量增速。

對于以充電樁為主的新能源汽車基礎設施建設，不僅需要增量的配套建設，還得對現有存量設備進行更新，將低效的，落后的，存在安全隱患的充電基礎設施進行改造升級。

數據顯示：到2022年末，全國累計充電樁僅520萬個，而同期新能源汽車的保有量達1310萬臺，整體車樁比約2.5:1也就意味著每5輛車共用兩個樁。雖然遠高于西方國家，但充電樁的保有量和新能源汽車保有量之間的差距還在持續擴大。

考慮到電動車對燃油車的替換大勢，新能源汽車的基礎設施建設還有不小的發展空間。

2、補能焦慮背后的市場爭奪

大力發展新能源汽車的基礎設施建設，不但要解決補能的便捷問題，更要解決補能效率問題。對于新能源汽車的用電焦慮，無非就有兩種：一個是對續航里程的焦慮，一個是對充電補能的焦慮。

正所謂續航里程焦慮，就是充一次電能跑多遠，這個要取決于電池的容量大小和能量密度。但從目前的鋰電池技術迭代來看，單從電池技術上提升續航里程存在著明顯的“天花板”，越到后邊越會出現每提升10%的續航可能要付出50%，甚至更高的成本。

這也就迫使汽車消費者和整車廠商將解決用電焦慮的目光轉向了補能方向，以提升充電網絡和充電效率，來緩解因續航上的難以突破帶來的用電焦慮問題。

為了緩解新能源汽車的用電焦慮，小鵬推出的800V高壓快充；通過高電壓低損耗實現快速的補能，比亞迪（騰勢）則推出的雙槍快充，采用兩個充電槍實現“雙倍”的充電效率；特斯拉拿出了250KW的V3超充方案；華為推出了600KW液冷超充技術；蔚來的換電方案更是在細分化的市場沒有敵手。

車企親自下場做基礎設施建設，一方面是為了緩解自有產品的用電焦慮，同時打出與競品車企的差異化，從而形成商業上的護城河。另一方面是想通過以自有的技術積累，在配套基礎設施中打出自己的一片天地，以形成一套以自己為主導的行業標準，進而拿到行業技術標準的“定價權”。

尤其值得注意的是，蔚來推出的換電站網絡建設，可實現5分鐘完成換電，按照500-600公里的續航里程，已經非常接近于燃油車的加油體驗。近來，也拉攏來了如吉利、長安和奇瑞等國內老牌大車企的合作，試圖共同推動換電標準的建設。

然而，在2023年底蔚來正式對外發布了第四代換電站，并計劃在2024年上半年投入市場，若是從2018年5月20日的蔚來首座第一代換電站算起，蔚來將用不到六年時間便將換電站更新到了第四代，也就意味著差不多每一年半就會出現一次換電站的換代。

而推動蔚來換電站的動力就是快充技術的迭代，當換電的補能效率跟不上充電的補能效率發展時，換電模式必然會被逐步“拋棄”，要想不至于被市場“淘汰”就必須對換電服務進行迭代升級。

但好在蔚來當前換電網絡的體量并不是很大，截至2024年1月26日蔚來的換電站累計才2345個，即便是“淘汰”老一批換電站，至多也就幾百個換電站需要升級換代。相比于全國10萬座加油站猶如九牛之一毛。

而對換電模式產生最大壓力的便是，以華為為代表的600KW的液冷超充。

3、超充技術的關鍵在材料

2023年中半年，由國家電網投資建設的一批充電樁開始走進人們的視野，紅白雙色搭配的樁體上碩大的600KW字樣迅速吸引住了來自全網的目光。華為悄悄地對新能源汽車的基礎設施建設動狠手了。

如何實現充電效率的提速，首先需要認識的是，影響充電快慢的關鍵是充電功率P。基礎的物理學常識告訴我們功率P=U*I（即：功率=電壓*電流），故而決定功率的大小是U和I。若想達到快速充電的效果，要么電壓U足夠地高，要么電流I足夠地大，要么電壓U和電流I同時足夠地高和大。

小鵬的800V超充就是通過高電壓實現充電功率的足夠大。有意思的是800V高壓的產品宣傳隨處可見，反倒是大電流卻沒人提起呢？

這就涉及一個散熱問題，因為一旦電流過大，熱量就容易出現堆積，充電器材就會出現發熱發燙的問題。而動力電池本就有著易燃、易爆、怕高溫的特性，散熱問題解決不好，還容易引發失火。故而，基本看不到企業敢貿然做激進的大電流超充方案，即便是想通過提高電流實現大功率，也對大電流閉口不談，宣傳800V不但效果好，更關鍵是會相對安全。

業內對于超充樁的定義一般都是以350KW的額定功率線為限，超過了就算是超充樁。

以小鵬的480KW超充樁為例，在800V高壓狀態下，電流最高也就600A。這個額定功率就已經能做到“充電5分鐘續航200公里”效果，也算是目前量產超充產品的第一梯隊。

對比之下，華為的600KW液冷超充，額定電流同樣為600A，額定電壓卻沖到了1000V，也許這就是華為為什么將超充樁交給國家電網去做了。

有使用過此相關產品的人可能會注意到，同樣是高功率超充方案，華為超充樁的樁體和充電槍明顯要比小鵬的要小一圈。

陶氏公司消費品解決方案汽車事業部技術服務開發工程師王鵬博士提到：“在直流快充中必須解決的兩個問題：一者、充電槍頭和線纜的尺寸和重量問題。因為直流快充需要通過加粗線纜直徑提高電流，還要考慮到散熱，故而目前很多直流快充的線纜直徑都達到了48mm，槍頭也很大，充電槍的總體重量都在10KG以上，普通人單手根本拿不動。二者，由于銅線線纜很粗，故而整體線纜的柔韌性較差。不但用起來笨拙，還不利于設備的維護保養。液冷散熱就很好地解決了這個問題，通過一個電子泵來驅動冷卻液的流動，從而帶走線纜以及充電連接器發出的熱量，以此達到小截面積線纜通載大電流、低溫升的效果。”

這也解釋了為什么同在600A的電流下，華為的液冷超充能做到體積小，重量輕，易于使用。

值得注意的是所謂的“液冷”就是一種利用液體進行散熱的電纜設計。這個液體也有很多種，如水冷，即用水或水與防凍劑混合物作為冷卻液；油冷，即使用特種油作為冷卻介質。以及氟碳化合物冷卻，無機鹽溶液冷卻，合成液體冷卻等。

在過去的幾年中，油冷電纜用于超級充電槍，具有一定的先發優勢。油冷式充電系統具有散熱效果優異、高功率傳輸等優點，能夠克服發熱對充電槍、充電電纜、充電樁的熱損傷，從而提高直流充電電流。

目前油冷電纜的超級充電槍可以做到電流500A和600A，充電功率達到400KW和480KW，但是同時也會有熱導率較低、成本較高、維護要求高、泄露風險、以及重量和體積較大等問題。最主要是存在一定的安全隱患。所以目前有不少廠家開始研究并測試水冷電纜和水冷超級充電槍。使用水或水與防凍劑的混合物作為冷卻介質，具有高效的散熱性能、以及成本效益，同時水是一種非污染、可再生的資源，更加環境友好。但在進行設計時，也需要考慮其導電性、腐蝕性等問題。

針對這些問題，各大廠家也在想辦法解決，比如優化產品設計方案、采用一些更高性能的材料，如陶氏公司的DOWSIL? DCF-18浸沒冷卻液用于油冷超級充電槍線纜中，具有出色的粘溫性能、熱氧化穩定性、電絕緣性能，并且無毒無害，不會滋生細菌和霉菌。作為一種安全、耐高溫、不易燃的液體，可有效提高油冷體系的冷卻和導熱性能。而該公司的擠出式導熱固體硅橡膠，又能解決水冷超級充電槍方案中的關鍵技術難題——冷卻水管必須兼具高導熱系數與高強度高韌性材料問題。

當然，在選擇水冷還是油冷時，需要綜合考慮產品的應用場景、成本、維護、環境因素以及安全性等。如，在需要高效散熱且成本敏感的應用中，水基冷卻可能更為合適；而在高電壓或對電絕緣性有特殊要求的環境中，則可能更傾向于使用油基冷卻。

但無論是水冷還是油冷，通過液冷給超充產品散熱這是當下也是未來一段時間內提升超充效率的最優解。相比于一味地提高材料的阻燃系數的“堵”，用液冷的“疏”似乎更能從根本上去解決問題。

*文中配圖來自：攝圖網，基于VRF協議。