液冷超充,新能源的新風(fēng)口

發(fā)布日期:2023-12-07

核心提示:因?yàn)檠a(bǔ)能焦慮的存在,超充在這兩年迅速成為熱門詞,800V平臺、4C電池、4C充電站這些配置詞也越來越多地出現(xiàn)在消費(fèi)者的購車清單上
因?yàn)檠a(bǔ)能焦慮的存在,超充在這兩年迅速成為熱門詞,800V平臺、4C電池、4C充電站這些配置詞也越來越多地出現(xiàn)在消費(fèi)者的購車清單上。而在超充背后,那些支撐超充在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中取得更好表現(xiàn)的技術(shù)點(diǎn),也逐漸走入了市場的視野。

今年上海車展期間,華為發(fā)布了全液冷超充架構(gòu),并喊出“一秒一公里”的超快充電體驗(yàn)。到了下半年,華為全液冷超充也正式在318川藏線上線。11月28日,華為常務(wù)董事、智能汽車解決方案BU董事長余承東更是在智界S7發(fā)布時(shí)挑明,預(yù)計(jì)2024年底布局超過10萬個華為全液冷超快充。


*來源于華為數(shù)字能源

翻開新能源行業(yè)的發(fā)展記錄,不僅僅是華為,包括特來電、小鵬等身處產(chǎn)業(yè)不同站位的玩家們均已在液冷超充上做出了自己的布局。又或者說,在超充逐漸成為補(bǔ)能新競爭點(diǎn)的當(dāng)下,液冷就像在其他工業(yè)乃至家用領(lǐng)域的發(fā)展史一樣,迎來自己的爆火之路。

華為再次引爆液冷超充

華為無疑是液冷超充的新一輪引爆者,其一番表態(tài)讓外界看到了液冷技術(shù)在超充領(lǐng)域的巨大前景。余承東表示,鴻蒙智行充電服務(wù)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)全國覆蓋超過340個城市、4500個高速充電站、70萬個公共充電槍,2024年底布局超過10萬個華為全液冷超快充。

受余承東發(fā)言影響,強(qiáng)瑞技術(shù)、永貴電器、泰永長征、寶馨科技等概念股再度迎來上漲潮。今年國慶期間,華為官方宣布由其數(shù)字能源打造的全液冷超充站在川藏南線暨理塘、亞丁公路沿線等地正式上線,彼時(shí)強(qiáng)瑞技術(shù)、永貴電器等迎來股價(jià)大漲。

盡管股市動態(tài)中包含炒作因素,但市場對液冷促進(jìn)超充發(fā)展的價(jià)值顯然十分認(rèn)可。且相關(guān)概念股和華為的表態(tài)亦證實(shí),液冷超充的市場前景并不作假。比如,在華為、盛弘股份等擁有液冷超充設(shè)施生產(chǎn)能力的企業(yè)描述中,液冷都是能在理想狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)“一秒一公里”、“充電像加油一樣快”的高價(jià)值技術(shù)。

因此,一個強(qiáng)有力的引領(lǐng)品牌,加上產(chǎn)業(yè)鏈的共同響應(yīng)和地方充電補(bǔ)能體系發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求,液冷迎來關(guān)注熱潮是自然事件。

值得一提的是,這也與當(dāng)前車企越來越明確的超充需求,以及對新技術(shù)越發(fā)開放的態(tài)度也有關(guān)。

在11月中旬舉行的廣州車展上,近35家車企共推出了50多款支持800V高壓平臺的車型,大部分車企自有的充電配套設(shè)施從電壓角度看也都達(dá)到了800V。不過,從功率輸出角度來看,受電池等多因素影響,車企方面仍未突破600kW補(bǔ)能關(guān)口。



*來源于充換電研究所

反過來看樁企,以華為數(shù)字能源為代表的樁企在功率上可謂遙遙領(lǐng)先——華為全液冷超充技術(shù)支持1000V充電電壓,終端槍線支持600A電流。此外,盛弘股份的柔性充電堆甚至能做到1200KW雙液冷超充終端。

可見,汽車充電領(lǐng)域,受功率限制和場地需求影響,液冷已然逐漸成為高功率超充標(biāo)配,也是解決充電熱量等問題的關(guān)鍵方法。不過,這種依賴關(guān)系背后,并不代表著參與競爭就能拿到市場的門票。

賽道可容納更多玩家

實(shí)際上,普通消費(fèi)者并不一定會對液冷陌生。即使對工業(yè)應(yīng)用不熟悉,在家用領(lǐng)域,電腦散熱便有風(fēng)扇風(fēng)冷與冷卻液液冷之分。在很多家用電器上,同樣存在使用液體冷卻為機(jī)體降溫的現(xiàn)象。這很簡單地指明了一個事實(shí):液冷在高功率狀態(tài)下的應(yīng)用,首先是為了降低設(shè)備溫度。

事實(shí)也正是如此,電流本身存在熱效應(yīng),根據(jù)焦耳定律(Q=I²RT),電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,和電流的二次方成正比,和電阻成正比,和通電時(shí)間成正比。也就是說,電阻和通電時(shí)間不變的情況下,電流越大,充電樁所產(chǎn)生的熱量也越多。而如果要實(shí)現(xiàn)更快速的充電,就要設(shè)法讓充電設(shè)施能承受更大的電流。此時(shí),液冷的優(yōu)勢成為了推動高功率超充發(fā)展的重要因素。

首先,傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)是利用空氣流動帶走設(shè)備熱量,而液冷采用比熱容更大的液體吸收熱量,液體具有更好的熱傳導(dǎo)性能,散熱能力更強(qiáng),因此能承受更大的功率壓力。所以,相對于傳統(tǒng)風(fēng)冷,液冷可以更有效地控制電池的溫度,提高充電速度。


其次,從設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)來看,一方面是原本充電設(shè)備為了降低發(fā)熱影響,只能把電線做粗,250A的國標(biāo)充電槍一般采用80mm²的電纜,導(dǎo)致最終的充電槍拿取不便,甚至在超大功率時(shí)需要使用雙槍充電。而液冷充電槍因?yàn)榻禍啬芰Φ脑鰪?qiáng),500A液冷充電槍的電纜通常才35mm²,所以即使功率再往上升也可以照顧到用戶的充電體驗(yàn)。例如,許繼電氣的液冷充電樁線纜要比普通的充電槍線重量輕50%,單手便能使用。

最后,從設(shè)施本身的運(yùn)行維護(hù)看,風(fēng)冷設(shè)備因?yàn)樾枰諝饬魍?,往往面臨著風(fēng)從一側(cè)灌入、另一側(cè)涌出時(shí)帶來大量灰塵、水汽等雜質(zhì)的問題,影響著設(shè)備的壽命,而液冷不需要留風(fēng)道,可以在大部分封閉甚至全封閉狀態(tài)下運(yùn)行,擁有更強(qiáng)的防塵防水能力。此外,由于沒有安裝風(fēng)扇,液冷超充站整體噪音要明顯小于風(fēng)扇長期運(yùn)轉(zhuǎn)的普通充電設(shè)施,可以更容易地布局到人流密集處。

一番梳理,可見液冷對超充的價(jià)值。但是,正因?yàn)橐豪溆玫娜允莻鹘y(tǒng)意義上的液體散熱方法,其本身并不屬于特別的技術(shù)突破,所以天然缺乏壁壘。而這,也讓產(chǎn)業(yè)鏈上的不同玩家有了不同的切入市場的機(jī)會。

比如,華為通過與“三桶油”、電網(wǎng)和地方國企合作的形式,由華為提供設(shè)備、資方合作方出資和運(yùn)營,加速實(shí)現(xiàn)液冷充電終端落地。在A股股價(jià)受益頗多的永貴電器,是華為液冷槍線的獨(dú)家供應(yīng)商,利和興則是華為整樁的代工者。另一家研發(fā)超充終端的企業(yè)盛弘股份表示,“液冷超充技術(shù)主要應(yīng)用在800KW柔性共享充電堆產(chǎn)品上,產(chǎn)品兼容快充終端和液冷超充終端,客戶可根據(jù)場站實(shí)際需求,選擇快充終端和液冷超充終端”。

其中隱藏著一個微妙的趨勢——主導(dǎo)補(bǔ)齊高壓超快充最后一塊拼圖的,已經(jīng)不再是車企,而是廣義上的充電產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)商。比如,華為數(shù)字能源同中汽協(xié)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)對接,能夠匹配200-1000V充電范圍內(nèi)所有車型,從而令自己擁有了通用充電設(shè)施的地位。如果說他們是領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)者,那么主導(dǎo)地方充電終端落地的資方就是配套落地者,而車企成為了追隨使用者。不過,考慮到車企和電池企業(yè)的聯(lián)合,以及其自身具備的需求消化能力和落地能力,車企也依然是液冷超充布局中不可忽視的力量。

歸根結(jié)底,雖然液冷本身無法真正顛覆補(bǔ)能體系,倘若充電技術(shù)本身再出現(xiàn)突破,液冷的地位也并非不可撼動。但作為當(dāng)前在各種技術(shù)條件下取得最佳平衡的補(bǔ)能方式,液冷超快充注定會成為眾星捧月的對象。而且,哪怕液冷本身的技術(shù)門檻不高,要真正讓消費(fèi)者用上,需要練就的幕后功夫并不少。

生態(tài)門檻注定成巨頭游戲

如果說液冷的基礎(chǔ)公式是焦耳定律,那么超充的基礎(chǔ)公式就是“P=UI”,電壓、電流、功率、關(guān)聯(lián)的充電基礎(chǔ)設(shè)施,其中可以存在此消彼長的關(guān)系,但要實(shí)現(xiàn)最終最理想的超快充,必需由多個領(lǐng)域達(dá)成一種協(xié)同。

或者說,超充行業(yè),本身就需要更多的兼容性和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào),天然只允許有一定技術(shù)力量和產(chǎn)業(yè)鏈地位的車企、樁企等玩家進(jìn)入。其生態(tài)位的劃分背后,注定只有在產(chǎn)業(yè)有號召力的頭部玩家能拿到最終的入場券。君不見,在國內(nèi)第一個推出800V高壓平臺的保時(shí)捷,在后續(xù)布局上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后華為,因?yàn)檫@不是一場單純的技術(shù)游戲,單打獨(dú)斗也難以成功。

放在液冷層面看,這可以解釋為,液冷本身技術(shù)門檻不高,高的是配套的生態(tài)。一個例子是,華為的液冷超快充在今年落地,但它對全棧超充高壓平臺解決的布局,在2021年便已經(jīng)確定目標(biāo):

2021年先落地 750V@200kW的FC1閃充充電方案,2023年落地 1000V@400kW FC2閃充方案,到2025年將推出電壓平臺超1000V、功率600kW的FC3 閃充方案。為此,其閃充動力域高壓平臺解決方案包括了“高壓車載充電系統(tǒng)、高壓異步電驅(qū)動系統(tǒng)、高壓同步電驅(qū)動 系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)、直流快充模塊、三電云和高壓熱管理系統(tǒng)”。這背后再關(guān)聯(lián)到多個產(chǎn)業(yè)鏈模塊和元件提供商。

類似的還有特斯拉,特斯拉2020年首批投放的V3超級充電樁已應(yīng)用液冷技術(shù),而特斯拉的號召力自然不用多說。而特來電布局液冷超充的生態(tài)意味更為顯著:其首批支持廣汽埃安等兼容國際液冷接口的車型,特來電與巨灣技研為戰(zhàn)略合作關(guān)系,巨灣技研正是廣汽集團(tuán)孵化的快充動力電池和儲能企業(yè),雙方的能源體系在幕后早已悄然打通。

這也順勢牽出了另一個問題,液冷領(lǐng)域的巨頭生態(tài)或者合作生態(tài),本質(zhì)是為了更好地解決液冷面臨的問題。

其一,車輛本身需要一系列的超充配套,比如電池的BMS管理系統(tǒng)要與超快充適配,一般來講,電池廠商和車企本身存在兩套BMS之類的系統(tǒng),要實(shí)現(xiàn)最好的超充效果,雙方需要磨合與適應(yīng)。像華為這樣有能力沖刺全棧自研的廠家是少數(shù)。

其二,能源系統(tǒng)配套如儲能系統(tǒng),也需要液冷技術(shù)的支持。因?yàn)樵诖蠊β食潆娺^程中,整個能源系統(tǒng)都會經(jīng)受考驗(yàn)。這也是為何此前大部分超充站只能在城區(qū)以示范性運(yùn)營的形式存在,因?yàn)殡娋W(wǎng)需要經(jīng)過改造和適配,融合光儲充能力,才能真正適應(yīng)超充。而在生態(tài)打通后,解決這些問題的難度將逐漸降低。

毋庸置疑,液冷很可能是讓超充發(fā)揚(yáng)光大的關(guān)鍵武器。中國充電聯(lián)盟發(fā)布的2023年10月全國電動汽車充換電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行情況顯示,1-10月的充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為274.4萬臺,目前全國累計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量則已達(dá)到795.4萬臺,其中大部分仍然是普通充電樁。但無論是消費(fèi)者對補(bǔ)能速度的需求,還是車企們以效率吸引消費(fèi)者投身電動車的愿望,超充的加速落地已成定局。受此影響,液冷也終將越來越多地在市場露面,成為大多數(shù)人接受的“新技術(shù)”。

只不過,不同于充電行業(yè)到處遍布中小玩家的局面,液冷充電設(shè)施對生態(tài)要求的特點(diǎn),注定讓它將成為龍頭企業(yè)打造綜合項(xiàng)目的必選項(xiàng)。中小企業(yè)即使切入,也無非成為供應(yīng)鏈上的一環(huán),難以獲得更大的想象力。 

 
 
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