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新能源汽車保有量破千萬 補(bǔ)能賽道迎發(fā)展新機(jī)遇

  金一丹

  隨著新能源汽車普及,充、換電等補(bǔ)能需求快速提升。蔚來、特斯拉、小鵬汽車等車企正加速建設(shè)充、換電網(wǎng)絡(luò);同時(shí),大力推進(jìn)超級充電樁、高壓快充新平臺(tái)等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì),提高補(bǔ)能效率,進(jìn)一步提升新能源汽車使用體驗(yàn)。

  機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì),2021年至2025年,充電樁有超過5倍的增長空間,復(fù)合年均增長率可達(dá)54%;換電站有超過20倍的增長空間,復(fù)合年均增長率超過110%。

  換電運(yùn)營處于起步階段

  我國新能源汽車保有量近期創(chuàng)新高。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì),截至6月底,全國新能源汽車保有量達(dá)1001萬輛,占汽車總量的3.23%。其中,純電動(dòng)汽車保有量達(dá)810.4萬輛,占新能源汽車總量的80.93%。

  充電慢帶來的續(xù)航焦慮是制約電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的一大痛點(diǎn)。據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),2021年,支持快充的熱銷車型平均理論充電倍率約為1C,即實(shí)現(xiàn)電池容量30%-80%需要充電約30分鐘、續(xù)航可達(dá)到約219km(NEDC標(biāo)準(zhǔn))。而在實(shí)踐中,大部分純電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)上述電池容量需要充電40-50分鐘、可行駛里程約150-200km。若加上進(jìn)出充電站的時(shí)間(約10分鐘),純電動(dòng)車花費(fèi)約1小時(shí)的充電時(shí)間僅能在高速路行駛1個(gè)多小時(shí)。

  電動(dòng)汽車電壓平臺(tái)電壓低是限制充電效率的原因之一。受限于硅基IGBT功率器件的耐壓能力,目前已上市的大多數(shù)電動(dòng)車搭載400V電壓平臺(tái)。據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》,直流充電輸出電流范圍優(yōu)先選擇80A-250A。按此標(biāo)準(zhǔn),電動(dòng)車峰值充電功率約為100kW,即100kW級功率充電10分鐘大約補(bǔ)充16.7kWh的電量,對應(yīng)可行駛100km。

  以蔚來、寧德時(shí)代為代表的頭部企業(yè)近年來力推換電模式,即通過集中型充電站對大量電池集中存儲(chǔ)、充電、統(tǒng)一配送,并在電池配送站內(nèi)對電動(dòng)汽車進(jìn)行電池更換,從而省略車輛等待充電的時(shí)間,提高電動(dòng)汽車補(bǔ)能效率。

  業(yè)內(nèi)人士表示,換電運(yùn)營正處于起步階段。由于換電設(shè)備包括快換系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等部分,需要機(jī)械和電氣、軟件和硬件多項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合,具備一定的壁壘。

  加速技術(shù)迭代

  電動(dòng)汽車電壓平臺(tái)向高壓化發(fā)展、電池功率密度和充電倍率快速提升,有助于提升電動(dòng)汽車的充電效率。業(yè)內(nèi)人士表示,高電壓快充不僅能夠提高充電速度,同時(shí),在電機(jī)輸出功率不變的情況下,能夠顯著降低熱損耗,并帶來車內(nèi)線束線徑的減小、重量減輕。

  2019年,車企開始關(guān)注800V高電壓方案;2021-2022年,越來越多車企高端車型采用800V快充。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前采用800V高電壓的車型有保時(shí)捷Taycan、現(xiàn)代IONIQ 5、廣汽AION VPlus等,小鵬汽車、廣汽埃安、嵐圖、理想汽車等紛紛進(jìn)軍800V的車載高壓平臺(tái)。

  東吳證券表示,800V高電壓方案的實(shí)現(xiàn)將會(huì)使充電功率突破400kW,預(yù)計(jì)會(huì)實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200-300km的效果,將大幅緩解充電焦慮。

  電池能量密度也在不斷提升。鋰電巨頭寧德時(shí)代日前發(fā)布的麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù),支持5分鐘快速熱啟動(dòng)及10分鐘快充,可實(shí)現(xiàn)整車1000公里續(xù)航,能量密度較特斯拉4680電池系統(tǒng)提升13%。在快充方面,中國證券報(bào)記者從寧德時(shí)代了解到,公司的超快充技術(shù)最快5分鐘充電量可以達(dá)到80%。

  招商證券表示,電動(dòng)車充電時(shí)效是僅次于長續(xù)航的重要性能指標(biāo),對整車消費(fèi)體驗(yàn)的重要性不言而喻。當(dāng)前,車企與電池公司正在推動(dòng)充電倍率從1C-2C向4C甚至6C升級。快充需要電池材料特別是負(fù)極相關(guān)材料升級,同時(shí)意味著充電系統(tǒng)大功率化。

  布局超級充電樁

  多家車企正加速布局高功率充電樁。東吳證券表示,高功率充電樁對散熱技術(shù)要求較高,通常需要采用液冷技術(shù),相比低功率充電樁推廣成本更高,預(yù)計(jì)未來將以主機(jī)廠自建,或由第三方代工的模式為主。

  蔚來通過換電站、超充樁和充電車構(gòu)成全場景化的加電服務(wù)體系,在車企補(bǔ)能綜合布局方面走在前列。截至2022年7月6日,蔚來在全國已累計(jì)建成換電站1011座(其中高速公路換電站256座)、充電站1681座(充電樁9603根),接入第三方充電樁超過52萬根。超級充電樁方面,蔚來直流充電樁擁有最大180kW和250A的性能,20kW直流充電樁充滿100kWh的電池包僅需5個(gè)多小時(shí)。

  蔚來還透露,未來將陸續(xù)發(fā)布包括峰值功率500kW、峰值電流650A的液冷超級快充樁和第三代換電站等全新加電設(shè)施,并宣布向全行業(yè)開放800V高壓平臺(tái)電池包及配套的換電體系。

  招商證券估算,2021年至2025年,我國新能源汽車銷量復(fù)合年均增長率在36%左右,如果2025年車樁比要達(dá)到1.5:1,2021年至2025年新建充電樁復(fù)合年均增長率將近45%,需要全社會(huì)加大充換電體系的投資強(qiáng)度。

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