今年年初，工信部網站釋出消息稱，電動汽車傳導充電連接配接裝置國家标準正式啟動修訂。據介紹，本次标準修訂将在大陸現行直流充電接口技術方案基礎上，進一步提高充電電流電壓，優化完善控制導引電路、通信協定，拓展靈活控制、即插即充、預約充電等功能，滿足大功率充電技術發展和市場需求，有效保障新老充電接口通用相容，為新能源汽車産業高品質發展創造良好環境。
有市場分析人士指出，此次标準修訂除了滿足電動汽車消費者對快充的需求，也将為大功率充電等新技術的應用創造推廣應用的“風口”，翻開新能源汽車補能業務發展的新篇章。
中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）資訊部主任仝宗旗在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，車主在選擇充電樁時會綜合考慮充電時長、停車收費等因素，總體而言，大功率充電設施更符合使用者使用偏好。
據了解，以往國内建設的充電樁電壓不太高，為了實作大功率，普遍采用大電流的方式。中國電力企業聯合會副秘書長、能源行業電動汽車充電設施标準化技術委員會秘書長劉永東告訴記者，提高電流可以實作大功率充電，但電流越大電纜發熱越多，安全隐患越嚴重。他認為，提高電壓是下一代的傳導充電技術整體解決方案。
大功率充電受到使用者青睐
來自公安部的統計資料顯示，截至2021年底，大陸新能源汽車保有量超過784萬輛，滲透率達到13.4％，其中純電動汽車超過640萬輛。大陸新能源汽車的市場滲透率接連超過了5％和10％兩個重要節點，從導入期邁入成長期，使用者的消費行為逐漸清晰。
随着新能源汽車保有量不斷增長，充電設施的規模水漲船高。據充電聯盟統計，截至2021年12月，大陸充電基礎設施保有量261.7萬台，其中公共充電樁114.7萬台，私人充電樁147萬台。2021年是充電設施數量增長最多的一年，公共充電樁增加了59.7萬台，私人充電樁增加了34萬台。
由此，新能源汽車使用者的消費行為也開始呈現出一定的規律性。充電聯盟對消費者的充電行為進行了調查。仝宗旗告訴記者，在國内能夠安裝私人充電樁的使用者相對不多，他們的消費行為比較固定，而公共充電樁的消費行為更能反映市場的偏好。據介紹，高達87.9％的使用者，充電時選擇120kW及以上的大功率充電設施，而60kW以下充電設施的使用者選擇率僅為1.6％。其中，選擇120～150kW大功率充電設施的使用者數量最多，占比達35.1％。
此外，調查資料還顯示，網約車、計程車、商用車因其營運和作業屬性，此類使用者對充電時間高度敏感，在非工作時段幾乎全部使用快充樁充電。仝宗旗說：“從調查結果來看，不同類型使用者快充使用率均在90％，均傾向選擇120kW及以上大功率充電設施，其中網約車、計程車、商用車使用者的快充使用率超過99％。商用車受車輛電壓平台高、電池容量大等因素影響，對大功率充電需求更大。91.2％的商用車使用者選擇120kW及以上的大功率充電設施進行充電，高于其他類型使用者3～6個百分點。”
私家車使用者的時間敏感性不強，願意享受峰谷電的差價。調查資料顯示，私家車使用者在特定時段（夜晚或上班時段）選擇慢充樁充電，慢充樁的使用率為2.5％。私家車使用者選擇充電功率小于30kW充電設施的偏好高于其他類型使用者，說明在7kW交流慢充充電場景下，私家車使用者選擇充電的意願更強。
另據了解，在充電網絡建設完善性方面，54.6％的使用者持滿意态度，14.4％的使用者持不滿意态度，認為充電基礎設施建設還需進一步完善；53.7％的使用者認為，目前快、慢充建設比例與使用者實際需求不比對，充電時常出現“快充樁空閑少、慢充樁無人用”的情況；50％的使用者認為，部分充電場站周邊環境不佳；41.8％的使用者認為，充電場站周邊缺乏相應配套設施，不足以滿足使用者日常需求；同時也存在充電樁數量不足、站内缺乏充電指引、建樁位置偏遠、充電樁安裝布局不佳等問題，充電樁建設、熱點位置選擇等有待加強。
高電壓成為下一代充電技術
目前，國内外主流車型大多采用400V左右電壓的平台，動力電池電芯的快充能力基本為1C。關聯天翼新能源有限公司戰略市場總經理劉冠偉告訴記者，1C快充的功率約為50～60kW，對于使用者來說，即便采用1C快充也需約1小時充電，提高充電功率是大勢所趨。
提高功率無非是加大電流或提升電壓兩種方式。劉冠偉說：“大電流會導緻充電槍、線纜及動力電池核心部件等産生很高的熱損失，其理論提高上限并不大，目前主流充電槍的最大電流限制為500A，所能達到的充電功率約為200kW，很多企業規劃的大功率需求是350/500/1000kW，是以200kW遠不能滿足充電需求。”
既然提升電流這條路“走不遠”，提高電壓如何呢？劉冠偉認為：“提升電壓的技術路線，不僅可以輕松實作充電速率的快速提升，而且能降低熱損耗、減輕整車品質、優化動力結構、提高安全性能。800V大功率快充是市場未來的發展方向。”
劉永東告訴記者，行業已達成共識，普遍認為800V大功率充電是下一代的傳導充電技術整體解決方案。“既然稱作‘整體解決方案’，發展800V大功率充電就包括了一系列要素在其中，并不僅僅是提升電壓一個方面的考慮。”他稱，“800V大功率充電還能支援V2X、資訊加密，安全認證以及通信技術更新路線。ChaoJi國際聯合工作組正在推進國際化标準。”
據介紹，800V大功率充電有助于提升現有充電體系的機械安全、電氣安全，進一步加強電擊防護、防火及熱安全設計。更重要的是，800V大功率充電可以引入新的應用。劉永東說：“大功率充電可提升到900kW，大大縮短充電時間，讓電動汽車充電時間長的劣勢得到緩解。有了800V快充後，小功率慢充可以直流化。”
800V大功率充電展現出美好的前景，但大陸已有的261.7萬台充電樁，并不屬于800V大功率充電。這些充電樁如何處置？記者向劉永東提出了這個問題。他回答：“800V大功率充電的相容性很好，不改變現有車樁産品，對于現有的充電樁可采用擴充卡方案，實作平穩過渡更新。”
劉永東還告訴記者幾個重要參數，800V大功率充電的最大電壓可以擴充到1000V、甚至1.5kV，最大電流分為兩種，500/600A帶冷卻系統；150～200A的可不需要冷卻系統，最大功率達到900kW，是現有充電功率的4倍多。
适用于中端及以上的車型
事實上，汽車行業正在形成推進800V電壓平台研發量産的熱潮。比如，極氪汽車、小鵬汽車、比亞迪等企業都将相關車型的量産節點定在了2022年。也正因如此，有人甚至将今年視為800V電壓平台的發展元年。
廣州萬城萬充（以下簡稱“萬城萬充”）新能源科技有限公司是廣汽埃安的充電服務商。萬城萬充副總經理梁翔飛表示：“800V大功率充電已成為趨勢，車企普遍持歡迎态度，電動汽車銷量排名前列的整車企業大多在推進這項解決方案。”據介紹，廣汽埃安研發的基于2015版國标、增加液冷系統的充電槍，支援最大電流600A，并向下相容2015版國标，重量比目前250A國标版充電槍更輕便。廣汽埃安的800V大功率充電子產品，最高電壓為1000V，充電樁功率輸出不低于480kW，并可更新到600kW。該充電子產品器件采用碳化矽技術，在功率密度和效率上都有所提升：在充電倍率6C下，SOC從零到80％，所需充電時間為8分鐘，SOC從30％到80％，所需充電時間僅為5分鐘。
不過，800V大功率充電會增加成本，并不是所有車型都适合這一解決方案。梁翔飛說：“中端及以上的車型比較适合800V大功率充電，低端車由于出行場景局限、對成本更為敏感、電池容量較小等多種因素綜合作用，不适合推行800V大功率充電。”
目前，随車配樁是整車企業提升電動汽車銷量的重要營銷手段之一。相比以往的普通充電樁，800V大功率充電樁的成本至少翻倍，甚至達到2～3倍。對于低端車型而言，随車配送800V大功率充電樁将大幅削弱其價格競争力。
此外，梁翔飛認為，800V大功率充電還有很多相應的配套問題需要解決，并不僅僅是充電樁的問題。800V大功率充電對電力條件有較高的要求，有些地方需要電力改造才能适合新的發展。同時，快充對電池有一定的傷害，尤其是磷酸鐵锂電池多次快充之後會出現較明顯的衰減，電池企業也需研發出适合800V大功率充電的電芯。“800V大功率充電需要整體推進，僅有充電樁企業跟上步伐，難以達成目标。”梁翔飛強調。但他堅信，在市場需求和支援政策的推動下，800V大功率充電很快會形成“大氣候”。
專家觀點
◆中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟資訊部主任仝宗旗：
公共充電領域應以大功率充電為主
充電難、充電時間長一直是新能源汽車使用環節的痛點。随着充電樁數量的增加，充電難的困境有所緩解，但使用者對充電時間長的抱怨沒有停止。為了縮短充電時間，使用者普遍選擇大功率充電。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）資訊部主任仝宗旗告訴《中國汽車報》記者：“從近4年建立公用充電樁的情況看，120kW及以上大功率充電樁增長迅速，其中180kW及以上超充樁的年均增長率最高達到了92.8％。”他認為，從使用者的使用場景來看，公共充電領域應以大功率充電為主。
仝宗旗向記者詳細分析了電動汽車在不同應用場景下的充電需求。公共汽車基本使用專用設施充電，不對外共享。約50％私家車和公務車，使用住宅區配建的私人充電樁，還有約50％的車輛，經常使用公共充電樁補充能源。約50％的物流車使用公共充電樁，另外約50％的車輛，使用物流中心配建的自用充電樁補充能源，這部分充電樁也很少對外共享。通勤班車80％使用公共充電樁充電，隻有20％的車輛有專屬的充電設施。環衛車、渣土車等幾乎100％使用專屬的充電設施。
“未來的發展趨勢可能是，電動乘用車将以居民區充電為主，公共充電為輔，換電為補充。預計私人充電樁将占新增充電樁的65％，私人充電樁提供的充電量将低于40％；公用和專用領域對超級快充的需求更加迫切，快充樁将增加50萬台。”仝宗旗說，“公共領域的充電以安全為前提，大功率充電為技術方向，多種技術路線會并存。”
為了加快大功率充電的發展，充電聯盟提出了多項建議。仝宗旗介紹道：“希望加快大功率充電技術标準的落地，統一各省市公用及專用基礎設施建設導向，以大功率充電設施為主，慢充、換電為輔；政府補貼需要大力支援大功率充電技術更新及應用；加強充電場站安全監管，增設安全設施，提升安全防護等級。”
◆中國電力企業聯合會副秘書長、能源行業電動汽車充電設施标準化技術委員會秘書長劉永東：
大功率充電呼喚标準先行
大陸在2015年就已經制定了新能源汽車充電樁的标準，即《電動汽車傳導充電系統—第1部分：通用要求》（GB/T18487.1-2015）（以下簡稱“2015版标準”）。經過多年的實踐，這套标準體系暴露出一些問題。中國電力企業聯合會副秘書長、能源行業電動汽車充電設施标準化技術委員會秘書長劉永東向《中國汽車報》記者進行了介紹。
在安全性方面，2015版标準存在連接配接端面不符合IPXXB要求；部分關鍵結構機械強度薄弱；間接鎖合電鎖設計存在安全隐患；PE（保護地線）中斷、人體電阻接入PE無法偵測；導引電路無硬體節點傳遞緊急停機信号；對諸多安全相關的電氣名額定義缺失等問題。
在可靠性方面，2015版标準存在電子鎖故障率高；插頭插座連接配接可靠性低；接口尺寸公差設計不合理等問題。
在相容性方面，2015版标準未考慮向前相容和向後相容。
劉永東說：“大功率充電将采用1000V以上的高電壓平台，會增加Y電容存儲能量，進一步放大車輛插座無法滿足IPXXB帶來的安全風險。”
另外，2015版标準大功率充電僅考慮加大電流，對提升電壓可能帶來的安全性問題未提出解決方法。劉永東認為，提升電壓平台，涉及整車的電壓平台調整，影響面大且由于電壓升高帶來的充電系統安全問題（如高電壓帶來的電擊能量）不容忽視。
大陸已建成261.7萬台新能源汽車充電設施，如果充電技術的發展不能相容以前的裝置，不僅可能造成資源的浪費，也不利于提升使用者的充電體驗。劉永東說：“不是連接配接器端面類似就代表相容，相容包括實體連接配接、通信協定、控制時序、電氣參數比對、控制邏輯、安全防護政策。解決這些關鍵點的問題，才能實作相容。”
劉永東告訴記者，2015版标準向後相容采用軟體識别的方式相容2011版标準，大量存在識别錯誤；向前相容沒有預留完整的軟體識别機，造成後續版本難以平滑更新。
劉永東說：“ChaoJi充電技術經過近5年來行業共同開發、國際合作，以及示範工程建設和大量的試驗驗證，具備标準化和産業化條件。”
2020年6月，中國電力企業聯合會、國家電網有限公司與CHAdeMO協定會、東京電力控股株式會社共同主辦的新一代電動汽車充電技術中日聯合釋出會在北京舉行，新一代ChaoJi充電技術白皮書與CHAdeMO3.0标準同期釋出。據了解，新一代的ChaoJi充電技術路線發端于電動汽車大功率充電需求，是一套完整的電動汽車直流充電系統解決方案，解決了國際上現有充電系統存在的一系列缺陷和問題，在充電安全、充電功率、結構設計、向前相容性及面向未來應用方面進行了全面提升。有行業人士指出，ChaoJi充電技術的誕生為世界提供了一個統一的、安全的、可靠的、低成本充電系統解決方案。
目前的實車測試結果顯示，ChaoJi充電技術的最大充電電流可達360A，未來目标是充電功率可高達900kW，僅需充電5分鐘就能使車輛行駛400km。同時，由于ChaoJi充電技術緊湊的設計及可擴充性，可以使之運用于中小功率的應用場景，覆寫主流乘用車領域的同時，還兼顧了重載車輛以及輕型車輛等特殊要求，大大擴充了其應用範圍。
文：萬仁美 編輯：龐國霞 版式：劉曉烨