液冷超充,新能源的新风口

发布日期:2023-12-07

核心提示:因为补能焦虑的存在,超充在这两年迅速成为热门词,800V平台、4C电池、4C充电站这些配置词也越来越多地出现在消费者的购车清单上
因为补能焦虑的存在,超充在这两年迅速成为热门词,800V平台、4C电池、4C充电站这些配置词也越来越多地出现在消费者的购车清单上。而在超充背后,那些支撑超充在现实应用中取得更好表现的技术点,也逐渐走入了市场的视野。

今年上海车展期间,华为发布了全液冷超充架构,并喊出“一秒一公里”的超快充电体验。到了下半年,华为全液冷超充也正式在318川藏线上线。11月28日,华为常务董事、智能汽车解决方案BU董事长余承东更是在智界S7发布时挑明,预计2024年底布局超过10万个华为全液冷超快充。


*来源于华为数字能源

翻开新能源行业的发展记录,不仅仅是华为,包括特来电、小鹏等身处产业不同站位的玩家们均已在液冷超充上做出了自己的布局。又或者说,在超充逐渐成为补能新竞争点的当下,液冷就像在其他工业乃至家用领域的发展史一样,迎来自己的爆火之路。

华为再次引爆液冷超充

华为无疑是液冷超充的新一轮引爆者,其一番表态让外界看到了液冷技术在超充领域的巨大前景。余承东表示,鸿蒙智行充电服务预计实现全国覆盖超过340个城市、4500个高速充电站、70万个公共充电枪,2024年底布局超过10万个华为全液冷超快充。

受余承东发言影响,强瑞技术、永贵电器、泰永长征、宝馨科技等概念股再度迎来上涨潮。今年国庆期间,华为官方宣布由其数字能源打造的全液冷超充站在川藏南线暨理塘、亚丁公路沿线等地正式上线,彼时强瑞技术、永贵电器等迎来股价大涨。

尽管股市动态中包含炒作因素,但市场对液冷促进超充发展的价值显然十分认可。且相关概念股和华为的表态亦证实,液冷超充的市场前景并不作假。比如,在华为、盛弘股份等拥有液冷超充设施生产能力的企业描述中,液冷都是能在理想状态下实现“一秒一公里”、“充电像加油一样快”的高价值技术。

因此,一个强有力的引领品牌,加上产业链的共同响应和地方充电补能体系发展的现实需求,液冷迎来关注热潮是自然事件。

值得一提的是,这也与当前车企越来越明确的超充需求,以及对新技术越发开放的态度也有关。

在11月中旬举行的广州车展上,近35家车企共推出了50多款支持800V高压平台的车型,大部分车企自有的充电配套设施从电压角度看也都达到了800V。不过,从功率输出角度来看,受电池等多因素影响,车企方面仍未突破600kW补能关口。



*来源于充换电研究所

反过来看桩企,以华为数字能源为代表的桩企在功率上可谓遥遥领先——华为全液冷超充技术支持1000V充电电压,终端枪线支持600A电流。此外,盛弘股份的柔性充电堆甚至能做到1200KW双液冷超充终端。

可见,汽车充电领域,受功率限制和场地需求影响,液冷已然逐渐成为高功率超充标配,也是解决充电热量等问题的关键方法。不过,这种依赖关系背后,并不代表着参与竞争就能拿到市场的门票。

赛道可容纳更多玩家

实际上,普通消费者并不一定会对液冷陌生。即使对工业应用不熟悉,在家用领域,电脑散热便有风扇风冷与冷却液液冷之分。在很多家用电器上,同样存在使用液体冷却为机体降温的现象。这很简单地指明了一个事实:液冷在高功率状态下的应用,首先是为了降低设备温度。

事实也正是如此,电流本身存在热效应,根据焦耳定律(Q=I²RT),电流通过导体产生的热量,和电流的二次方成正比,和电阻成正比,和通电时间成正比。也就是说,电阻和通电时间不变的情况下,电流越大,充电桩所产生的热量也越多。而如果要实现更快速的充电,就要设法让充电设施能承受更大的电流。此时,液冷的优势成为了推动高功率超充发展的重要因素。

首先,传统风冷技术是利用空气流动带走设备热量,而液冷采用比热容更大的液体吸收热量,液体具有更好的热传导性能,散热能力更强,因此能承受更大的功率压力。所以,相对于传统风冷,液冷可以更有效地控制电池的温度,提高充电速度。


其次,从设计和用户体验来看,一方面是原本充电设备为了降低发热影响,只能把电线做粗,250A的国标充电枪一般采用80mm²的电缆,导致最终的充电枪拿取不便,甚至在超大功率时需要使用双枪充电。而液冷充电枪因为降温能力的增强,500A液冷充电枪的电缆通常才35mm²,所以即使功率再往上升也可以照顾到用户的充电体验。例如,许继电气的液冷充电桩线缆要比普通的充电枪线重量轻50%,单手便能使用。

最后,从设施本身的运行维护看,风冷设备因为需要空气流通,往往面临着风从一侧灌入、另一侧涌出时带来大量灰尘、水汽等杂质的问题,影响着设备的寿命,而液冷不需要留风道,可以在大部分封闭甚至全封闭状态下运行,拥有更强的防尘防水能力。此外,由于没有安装风扇,液冷超充站整体噪音要明显小于风扇长期运转的普通充电设施,可以更容易地布局到人流密集处。

一番梳理,可见液冷对超充的价值。但是,正因为液冷用的仍是传统意义上的液体散热方法,其本身并不属于特别的技术突破,所以天然缺乏壁垒。而这,也让产业链上的不同玩家有了不同的切入市场的机会。

比如,华为通过与“三桶油”、电网和地方国企合作的形式,由华为提供设备、资方合作方出资和运营,加速实现液冷充电终端落地。在A股股价受益颇多的永贵电器,是华为液冷枪线的独家供应商,利和兴则是华为整桩的代工者。另一家研发超充终端的企业盛弘股份表示,“液冷超充技术主要应用在800KW柔性共享充电堆产品上,产品兼容快充终端和液冷超充终端,客户可根据场站实际需求,选择快充终端和液冷超充终端”。

其中隐藏着一个微妙的趋势——主导补齐高压超快充最后一块拼图的,已经不再是车企,而是广义上的充电产业链服务商。比如,华为数字能源同中汽协进行了标准对接,能够匹配200-1000V充电范围内所有车型,从而令自己拥有了通用充电设施的地位。如果说他们是领导建设者,那么主导地方充电终端落地的资方就是配套落地者,而车企成为了追随使用者。不过,考虑到车企和电池企业的联合,以及其自身具备的需求消化能力和落地能力,车企也依然是液冷超充布局中不可忽视的力量。

归根结底,虽然液冷本身无法真正颠覆补能体系,倘若充电技术本身再出现突破,液冷的地位也并非不可撼动。但作为当前在各种技术条件下取得最佳平衡的补能方式,液冷超快充注定会成为众星捧月的对象。而且,哪怕液冷本身的技术门槛不高,要真正让消费者用上,需要练就的幕后功夫并不少。

生态门槛注定成巨头游戏

如果说液冷的基础公式是焦耳定律,那么超充的基础公式就是“P=UI”,电压、电流、功率、关联的充电基础设施,其中可以存在此消彼长的关系,但要实现最终最理想的超快充,必需由多个领域达成一种协同。

或者说,超充行业,本身就需要更多的兼容性和产业链的协调,天然只允许有一定技术力量和产业链地位的车企、桩企等玩家进入。其生态位的划分背后,注定只有在产业有号召力的头部玩家能拿到最终的入场券。君不见,在国内第一个推出800V高压平台的保时捷,在后续布局上远远落后华为,因为这不是一场单纯的技术游戏,单打独斗也难以成功。

放在液冷层面看,这可以解释为,液冷本身技术门槛不高,高的是配套的生态。一个例子是,华为的液冷超快充在今年落地,但它对全栈超充高压平台解决的布局,在2021年便已经确定目标:

2021年先落地 750V@200kW的FC1闪充充电方案,2023年落地 1000V@400kW FC2闪充方案,到2025年将推出电压平台超1000V、功率600kW的FC3 闪充方案。为此,其闪充动力域高压平台解决方案包括了“高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、高压同步电驱动 系统、高压电池管理系统、直流快充模块、三电云和高压热管理系统”。这背后再关联到多个产业链模块和元件提供商。

类似的还有特斯拉,特斯拉2020年首批投放的V3超级充电桩已应用液冷技术,而特斯拉的号召力自然不用多说。而特来电布局液冷超充的生态意味更为显著:其首批支持广汽埃安等兼容国际液冷接口的车型,特来电与巨湾技研为战略合作关系,巨湾技研正是广汽集团孵化的快充动力电池和储能企业,双方的能源体系在幕后早已悄然打通。

这也顺势牵出了另一个问题,液冷领域的巨头生态或者合作生态,本质是为了更好地解决液冷面临的问题。

其一,车辆本身需要一系列的超充配套,比如电池的BMS管理系统要与超快充适配,一般来讲,电池厂商和车企本身存在两套BMS之类的系统,要实现最好的超充效果,双方需要磨合与适应。像华为这样有能力冲刺全栈自研的厂家是少数。

其二,能源系统配套如储能系统,也需要液冷技术的支持。因为在大功率充电过程中,整个能源系统都会经受考验。这也是为何此前大部分超充站只能在城区以示范性运营的形式存在,因为电网需要经过改造和适配,融合光储充能力,才能真正适应超充。而在生态打通后,解决这些问题的难度将逐渐降低。

毋庸置疑,液冷很可能是让超充发扬光大的关键武器。中国充电联盟发布的2023年10月全国电动汽车充换电基础设施运行情况显示,1-10月的充电基础设施增量为274.4万台,目前全国累计基础设施数量则已达到795.4万台,其中大部分仍然是普通充电桩。但无论是消费者对补能速度的需求,还是车企们以效率吸引消费者投身电动车的愿望,超充的加速落地已成定局。受此影响,液冷也终将越来越多地在市场露面,成为大多数人接受的“新技术”。

只不过,不同于充电行业到处遍布中小玩家的局面,液冷充电设施对生态要求的特点,注定让它将成为龙头企业打造综合项目的必选项。中小企业即使切入,也无非成为供应链上的一环,难以获得更大的想象力。 

 
 
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