液冷超充，充電技術(shù)新風(fēng)口
“1秒1公里、5分鐘充電可續(xù)駛200公里?！?月27日，在2024華為中國數(shù)字能源伙伴大會上，華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司（以下簡稱“華為數(shù)字能源”）發(fā)布全液冷超充站推廣計劃，聲稱要“讓加油式的充電體驗成為現(xiàn)實”。按照計劃，2024年，華為數(shù)字能源將在全國340多個城市和主要公路建設(shè)10萬根以上的華為全液冷超充樁，打造“城市一張網(wǎng)”、“高速一張網(wǎng)”、“電網(wǎng)友好型”的充電網(wǎng)絡(luò)。實際上，華為早在去年10月就發(fā)布了全液冷超充樁產(chǎn)品，截至目前已經(jīng)完成了多個示范點的布局。
無獨有偶，蔚來汽車在去年年底官宣發(fā)布了全新的640kW全液冷超快充樁，超快充樁配備的液冷充電槍僅重2.4公斤，最快將在今年4月正式上線。截至目前，已經(jīng)有不少人將2024年稱為全液冷超充樁爆發(fā)之年。對于這一新生事物，想必大家還有很多疑問：液冷超充究竟是什么？它有哪些獨特的優(yōu)勢？液冷會成為未來超充主流的發(fā)展方向嗎？
效率更高、充電速度更快
“所謂的全液冷超充樁，到目前為止并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實驗室工程師魏冬向《中國汽車報》記者談到，通俗地講，全液冷超充樁是利用液體循環(huán)來快速帶走充電模塊、電纜、充電槍頭等關(guān)鍵部件在充電過程中產(chǎn)生熱量的技術(shù)。其通過專門的動力泵驅(qū)動冷卻液流動，從而起到散熱作用，使充電設(shè)備能夠保持高效運行。全液冷超充樁中的冷卻液并不是普通的水，大多包含乙二醇、水、添加劑等物質(zhì)，至于配比則是各家企業(yè)的技術(shù)秘密。冷卻液既可以提高液體的穩(wěn)定性及冷卻效果，也可以減少對設(shè)備的腐蝕和損傷。要知道，散熱方式在很大程度上影響著充電設(shè)備性能的發(fā)揮。按照理論值計算，目前一般大功率的直流快充樁熱損耗在5％左右。如果沒有良好的散熱，不僅會加速設(shè)備的老化，也會導(dǎo)致充電設(shè)備故障率高發(fā)。
正是有了全液冷散熱技術(shù)的支持，全液冷超充樁的功率比常規(guī)快充樁的功率要高得多。例如，華為液冷超充樁最大功率為600kW，可以讓用戶暢享“一杯咖啡，滿電出發(fā)”的極速充電體驗。“盡管目前各家全液冷超充的電流、功率上有所不同，但都比常規(guī)快充樁、超充樁功率要大?！北本┛萍即髮W(xué)教授曾欣向《中國汽車報》記者表示，目前普通快充樁功率一般在120kW左右，常規(guī)超充樁在300kW左右，而華為和蔚來的全液冷超充樁功率最高可以達到600kW。此外，華為全液冷超充樁還有智能識別和自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能，可以根據(jù)不同車型電池組的倍率需求自動調(diào)節(jié)輸出功率和電流，實現(xiàn)一次充電成功率高達99％。
“全液冷超充樁的升溫，也拉動了整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?！痹谏钲谙冗M技術(shù)研究院新能源創(chuàng)新技術(shù)中心研究員胡豐林看來，全液冷超充樁所需的零部件大致可分為超充設(shè)備零部件、通用結(jié)構(gòu)零部件、高壓快充材料等幾個組成部分，具體包括智能感知元件、碳化硅芯片、動力泵、冷卻液，以及全液冷模塊、全液冷充電槍及充電線等，大多數(shù)都比常規(guī)充電樁所使用的零部件對性能的要求更加嚴(yán)格，成本也更高。
使用友好、生命周期更長
與普通充電樁、常規(guī)快／超充樁相比，全液冷超充樁不僅充電速度更快，還具有諸多優(yōu)點?！叭A為全液冷超充樁的充電槍很輕，即使力氣不大的女性車主也能輕松使用，不像以前的充電槍較為笨重?！敝貞c電動汽車車主周翔表示。
“一系列新技術(shù)、新材料、新理念的應(yīng)用，使全液冷超充樁具備了以往常規(guī)充電樁難以比擬的優(yōu)勢。”胡豐林表示，對于全液冷超充樁而言，電流及功率更大，意味著充電速度更快。通常情況下，充電電纜的發(fā)熱與電流的平方值成正比，充電電流越大，線纜發(fā)熱也就越大。要降低線纜發(fā)熱量、避免過熱，就必須增加導(dǎo)線的截面積，也就意味著充電槍和充電線更重。而全液冷超充樁解決了散熱問題，使用截面積更小的線纜就可以保障更大電流的傳輸。因此，全液冷超充樁的電纜要比常規(guī)超充樁的更細、更輕，充電槍也更輕巧，像蔚來全液冷超充樁的充電槍只有2.4公斤，比一般的常規(guī)充電樁要輕得多，帶來的用戶體驗感更好，尤其是女性車主使用起來更加方便。
“全液冷超充樁的優(yōu)勢還在于更安全?！蔽憾榻B，以往充電樁大多采用自然冷卻、風(fēng)冷等方式，都需要在充電樁相關(guān)部位設(shè)置通風(fēng)孔，這就不可避免地會有空氣夾雜著灰塵，甚至是細微金屬顆粒、鹽霧及水汽等進入充電樁內(nèi)部并吸附在電器元件表面，導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣性能下降、散熱變差、充電效率降低、設(shè)備壽命縮短等問題。相比之下，全液冷方式可以實現(xiàn)全包覆，提升了絕緣性和安全性，可使充電樁達到國際電器標(biāo)準(zhǔn)IP65左右較高等級的防塵防水性能，可靠性更高。而且，舍棄風(fēng)冷的多風(fēng)扇設(shè)計后，全液冷超充樁的工作噪音顯著降低，可以從風(fēng)冷充電樁的70分貝降至30分貝左右，接近耳語的聲音，避免了以往居民區(qū)快充樁夜間噪聲較大而導(dǎo)致被投訴的尷尬局面。
運營成本較低、回收成本周期較短，也是全液冷超充樁的優(yōu)點之一。曾欣表示，傳統(tǒng)采用風(fēng)冷模式的充電樁一般壽命不超過5年，但目前充電場站運營的租期大多在8～10年，這就意味著在場站運營周期內(nèi)，至少還需要再投資更換一次充電設(shè)備。而全液冷充電樁使用壽命一般在10年以上，例如華為全液冷超充樁的設(shè)計壽命長達15年以上，可以覆蓋場站的全生命周期。而且，相比采用風(fēng)冷模塊的充電樁需要頻繁開柜除塵、維護等操作，全液冷充電樁只需要在外置散熱器積塵后進行沖洗，維護簡單。
綜合來看，全液冷超充樁的全生命周期成本要低于傳統(tǒng)風(fēng)冷式充電設(shè)備。隨著全液冷超充樁的應(yīng)用推廣，其綜合性價比優(yōu)勢將愈發(fā)明顯。
前景廣闊 市場競爭升溫
事實上，隨著新能源汽車滲透率的不斷提升以及充電樁等配套基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，全液冷超充樁已成為業(yè)界競逐的焦點。不少新能源車企、充電樁企業(yè)、科技公司等都已紛紛開始對全液冷超充樁進行技術(shù)研發(fā)與布局。
特斯拉是業(yè)界最早批量部署液冷超充樁的車企，其V3超充樁采用全液冷設(shè)計，液冷充電模塊及液冷充電槍，單槍最大充電功率為250kW。據(jù)悉，特斯拉從去年開始已逐步在全球布局全新V4全液冷超充樁，亞洲首個V4超充站已于去年10月在中國香港落地，很快也將進入內(nèi)地市場。據(jù)悉，該充電樁理論最大充電功率為615kW，與華為、蔚來的全液冷超充樁性能相當(dāng)?？磥?，全液冷充電樁的市場競爭之戰(zhàn)已經(jīng)悄然打響。
“一般而言，全液冷超充樁具備大功率充電的能力，充電效率大幅提升，可以有效緩解用戶的充電焦慮。”中國汽車工業(yè)協(xié)會技術(shù)部副主任、中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟主任劉鍇在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，不過，當(dāng)前全液冷超充樁受限于應(yīng)用規(guī)模導(dǎo)致成本較高。而且，由于大功率充電需要優(yōu)化動力電池安全管理和提高車輛電壓平臺，成本也會增加15％～20％?？傮w來看，發(fā)展大功率充電技術(shù)，需要綜合考慮車輛安全管理、高壓器件自主可控以及成本等因素，這是一個循序漸進的過程。
“液冷超充樁的較高成本，是阻礙其大規(guī)模推廣的現(xiàn)實阻力之一?！焙S林表示，目前華為超充樁每根成本約為60萬元，現(xiàn)階段一般從事充電業(yè)務(wù)的中小企業(yè)幾乎很難參與競爭。但從長遠發(fā)展前景看，隨著應(yīng)用的擴大和成本的下降，全液冷超充樁的眾多優(yōu)勢將逐漸凸顯。而用戶和市場對于安全高速快充的剛需，將為全液冷超充樁的發(fā)展帶來更為廣闊的空間。
中金公司近日發(fā)布的研報指出，液冷超充驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈升級，2026年國內(nèi)市場規(guī)模有望達到近90億元。在車企、能源公司等推動下，初步預(yù)計2026年國內(nèi)液冷超充站數(shù)量有望達4.5萬座。
曾欣也指出，2021年國內(nèi)市場支持超充的車型約有不到10款；2023年支持超充的車型超過140余款，未來還將更多。這既是人們工作生活節(jié)奏加快在新能源汽車補能上的現(xiàn)實反映，也體現(xiàn)了市場需求的發(fā)展趨勢。正因如此，全液冷超充樁的發(fā)展前景才會被如此看好。