800V整体解决方案凭何在大功率充电中脱颖而出

今年年初，工信部网站发布消息称，电动汽车传导充电连接装置国家标准正式启动修订。据介绍，本次标准修订将在我国现行直流充电接口技术方案基础上，进一步提高充电电流电压，优化完善控制导引电路、通信协议，拓展敏捷控制、即插即充、预约充电等功能，满足大功率充电技术发展和市场需求，有效保障新老充电接口通用兼容，为新能源汽车产业高质量发展创造良好环境。

有市场分析人士指出，此次标准修订除了满足电动汽车消费者对快充的需求，也将为大功率充电等新技术的应用创造推广应用的“风口”，翻开新能源汽车补能业务发展的新篇章。

中国电动汽车充电基础设施促进联盟（以下简称“充电联盟”）信息部主任仝宗旗在接受《中国汽车报》记者采访时表示，车主在选择充电桩时会综合考虑充电时长、停车收费等因素，总体而言，大功率充电设施更符合用户使用偏好。

据了解，以往国内建设的充电桩电压不太高，为了实现大功率，普遍采用大电流的方式。中国电力企业联合会副秘书长、能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会秘书长刘永东告诉记者，提高电流可以实现大功率充电，但电流越大电缆发热越多，安全隐患越严重。他认为，提高电压是下一代的传导充电技术整体解决方案。

大功率充电受到用户青睐

来自公安部的统计数据显示，截至2021年底，我国新能源汽车保有量超过784万辆，渗透率达到13.4％，其中纯电动汽车超过640万辆。我国新能源汽车的市场渗透率接连超过了5％和10％两个重要节点，从导入期迈入成长期，用户的消费行为逐渐清晰。

随着新能源汽车保有量不断增长，充电设施的规模水涨船高。据充电联盟统计，截至2021年12月，我国充电基础设施保有量261.7万台，其中公共充电桩114.7万台，私人充电桩147万台。2021年是充电设施数量增长最多的一年，公共充电桩增加了59.7万台，私人充电桩增加了34万台。

由此，新能源汽车用户的消费行为也开始呈现出一定的规律性。充电联盟对消费者的充电行为进行了调查。仝宗旗告诉记者，在国内能够安装私人充电桩的用户相对不多，他们的消费行为比较固定，而公共充电桩的消费行为更能反映市场的偏好。据介绍，高达87.9％的用户，充电时选择120kW及以上的大功率充电设施，而60kW以下充电设施的用户选择率仅为1.6％。其中，选择120～150kW大功率充电设施的用户数量最多，占比达35.1％。

此外，调查数据还显示，网约车、出租车、商用车因其营运和作业属性，此类用户对充电时间高度敏感，在非工作时段几乎全部使用快充桩充电。仝宗旗说：“从调查结果来看，不同类型用户快充使用率均在90％，均倾向选择120kW及以上大功率充电设施，其中网约车、出租车、商用车用户的快充使用率超过99％。商用车受车辆电压平台高、电池容量大等因素影响，对大功率充电需求更大。91.2％的商用车用户选择120kW及以上的大功率充电设施进行充电，高于其他类型用户3～6个百分点。”

私家车用户的时间敏感性不强，愿意享受峰谷电的差价。调查数据显示，私家车用户在特定时段（夜晚或上班时段）选择慢充桩充电，慢充桩的使用率为2.5％。私家车用户选择充电功率小于30kW充电设施的偏好高于其他类型用户，说明在7kW交流慢充充电场景下，私家车用户选择充电的意愿更强。

另据了解，在充电网络建设完善性方面，54.6％的用户持满意态度，14.4％的用户持不满意态度，认为充电基础设施建设还需进一步完善；53.7％的用户认为，目前快、慢充建设比例与用户实际需求不匹配，充电时常出现“快充桩空闲少、慢充桩无人用”的情况；50％的用户认为，部分充电场站周边环境不佳；41.8％的用户认为，充电场站周边缺乏相应配套设施，不足以满足用户日常需求；同时也存在充电桩数量不足、站内缺乏充电指引、建桩位置偏远、充电桩安装布局不佳等问题，充电桩建设、热点位置选择等有待加强。

高电压成为下一代充电技术

目前，国内外主流车型大多采用400V左右电压的平台，动力电池电芯的快充能力基本为1C。联动天翼新能源有限公司战略市场总经理刘冠伟告诉记者，1C快充的功率约为50～60kW，对于用户来说，即便采用1C快充也需约1小时充电，提高充电功率是大势所趋。

提高功率无非是加大电流或提升电压两种方式。刘冠伟说：“大电流会导致充电枪、线缆及动力电池核心部件等产生很高的热损失，其理论提高上限并不大，目前主流充电枪的最大电流限制为500A，所能达到的充电功率约为200kW，很多企业规划的大功率需求是350/500/1000kW，因此200kW远不能满足充电需求。”

既然提升电流这条路“走不远”，提高电压如何呢？刘冠伟认为：“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，而且能降低热损耗、减轻整车质量、优化动力结构、提高安全性能。800V大功率快充是市场未来的发展方向。”

刘永东告诉记者，行业已达成共识，普遍认为800V大功率充电是下一代的传导充电技术整体解决方案。“既然称作‘整体解决方案’，发展800V大功率充电就包括了一系列要素在其中，并不仅仅是提升电压一个方面的考虑。”他称，“800V大功率充电还能支持V2X、信息加密，安全认证以及通信技术升级路线。ChaoJi国际联合工作组正在推进国际化标准。”

据介绍，800V大功率充电有助于提升现有充电体系的机械安全、电气安全，进一步加强电击防护、防火及热安全设计。更重要的是，800V大功率充电可以引入新的应用。刘永东说：“大功率充电可提升到900kW，大大缩短充电时间，让电动汽车充电时间长的劣势得到缓解。有了800V快充后，小功率慢充可以直流化。”

800V大功率充电展现出美好的前景，但我国已有的261.7万台充电桩，并不属于800V大功率充电。这些充电桩如何处置？记者向刘永东提出了这个问题。他回答：“800V大功率充电的兼容性很好，不改变现有车桩产品，对于现有的充电桩可采用适配器方案，实现平稳过渡升级。”

刘永东还告诉记者几个重要参数，800V大功率充电的最大电压可以扩展到1000V、甚至1.5kV，最大电流分为两种，500/600A带冷却系统；150～200A的可不需要冷却系统，最大功率达到900kW，是现有充电功率的4倍多。

适用于中端及以上的车型

事实上，汽车行业正在形成推进800V电压平台研发量产的热潮。比如，极氪汽车、小鹏汽车、比亚迪等企业都将相关车型的量产节点定在了2022年。也正因如此，有人甚至将今年视为800V电压平台的发展元年。

广州万城万充（以下简称“万城万充”）新能源科技有限公司是广汽埃安的充电服务商。万城万充副总经理梁翔飞表示：“800V大功率充电已成为趋势，车企普遍持欢迎态度，电动汽车销量排名前列的整车企业大多在推进这项解决方案。”据介绍，广汽埃安研发的基于2015版国标、增加液冷系统的充电枪，支持最大电流600A，并向下兼容2015版国标，重量比目前250A国标版充电枪更轻便。广汽埃安的800V大功率充电模块，最高电压为1000V，充电桩功率输出不低于480kW，并可升级到600kW。该充电模块器件采用碳化硅技术，在功率密度和效率上都有所提升：在充电倍率6C下，SOC从零到80％，所需充电时间为8分钟，SOC从30％到80％，所需充电时间仅为5分钟。

不过，800V大功率充电会增加成本，并不是所有车型都适合这一解决方案。梁翔飞说：“中端及以上的车型比较适合800V大功率充电，低端车由于出行场景局限、对成本更为敏感、电池容量较小等多种因素综合作用，不适合推行800V大功率充电。”

目前，随车配桩是整车企业提升电动汽车销量的重要营销手段之一。相比以往的普通充电桩，800V大功率充电桩的成本至少翻倍，甚至达到2～3倍。对于低端车型而言，随车配送800V大功率充电桩将大幅削弱其价格竞争力。

此外，梁翔飞认为，800V大功率充电还有很多相应的配套问题需要解决，并不仅仅是充电桩的问题。800V大功率充电对电力条件有较高的要求，有些地方需要电力改造才能适合新的发展。同时，快充对电池有一定的伤害，尤其是磷酸铁锂电池多次快充之后会出现较明显的衰减，电池企业也需研发出适合800V大功率充电的电芯。“800V大功率充电需要整体推进，仅有充电桩企业跟上步伐，难以达成目标。”梁翔飞强调。但他坚信，在市场需求和支持政策的推动下，800V大功率充电很快会形成“大气候”。