华为凭什么一年能建10万超充桩?
华为凭什么一年能建10万超充桩?
图片来源 @视觉中国
文 | 解码 Decode
去年 3 月,华为联合中国电力企业联合会、中国电动汽车百人会等多家单位发布了一个《中国高压快充产业发展报告(2023-2025)》。
现在来看,华为这篇探讨高压快充技术发展趋势和应用前景的报告,多少有些给自家超充业务铺路的意味。
9 个月后在 2023 世界新能源汽车大会上,华为终于放了大招:2024 年底前提供 10 万台以上全液冷超充设备,70 万 + 公共充电枪,覆盖全国 340 座城市,并建设 4500 座以上高速超充站。
要知道华为液冷超充桩去年 10 月才下线,目前覆盖场站仅有 300+,对应小几千个充电枪。而且此前市场预期是 2024 年建成 1 万台,这 10 倍的增长着实震惊了业界。
作为对比,中国充电桩数量第一的蔚来,截至到 2023 年年底累计建成 20455 根,其中超充桩只有 9300 根;宝马和奔驰成立的合资公司,计划 2026 年前在中国建设大约七千根超充桩;全球第一的特斯拉截至 2023 年共有 5.5 万个超充桩。
也就是说,华为要在一年时间里不仅把新势力和传统油车甩在身后,也要把特斯拉挑落马下,它能做到吗?
为什么是超充?
讨论华为能否做到之前,先来解释一下什么是超充。
按照充电时间的长短可以把电动汽车充电桩分为慢充、快充和超充三类。区别在于电压和功率,比如慢充的输入电压为 220V,充电功率多为 7kW,快充则升至 380V 和 60kW。
超充和快充一样使用直流电,不过功率更大、充电时间更短。超充在业内一般定义为:具备单枪充电功率不小于 350kW,最大输出电压不小于 1000V,持续充电电流不小于 400A。
通俗来说,三相 120kW-360kW 的超充桩,只需 10-20 分钟即可充满 40kWh 容量电池,而单相 7.2kW 的慢充桩则需要 6 小时,差距不可谓不明显。
悬殊的落差就导致用户需求的一边倒。
中国充电联盟联合能链智电发布的一份《2022 中国电动汽车用户充电行为白皮书》显示,高达 72% 的用户充电时选择 120kW 及以上的大功率充电设施,仅有 2% 用户选择 30kW 以下的充电设施。
资料来源:锂解、亿欧智库
但目前已建设的充电桩以小功率慢充为主,2022 年我国公共直流充电桩 150kW 以上的高功率桩市场占有率仅有 5%。
大功率快充基础设施数量的不足,最主要的原因还是对应车型太少。2022 年 688.7 万辆的新能源汽车销量中,大约只有 5 万辆 800V 高压快充车型。
进入 2023 年,800V 高压快充车型扎堆上市。华安证券此前预计,2023 年高压快充车型销量约 121 万辆,占纯电车的 21%。也就是每 5 辆纯电车中就有 1 辆是高压快充车型。
理论上,密集上市的 800V 高压车型能带一下超充,但实际上效果有限,截至 2023 年 12 月 31 日,极氪、蔚来、小鹏、理想加起来才 3861 根。
而进展缓慢的原因,一方面是车企自建超充场站成本太高,另一方面就像棉花糖里没棉花,鱼香肉丝里没有鱼,车企卖力宣传的 800V 高压车型也是有水分的。
所谓的 800V 不是一个准确数值,而是作为中间值,统指市面上电压范围在 550V-930V 的整车高压架构,涵盖电池系统、电驱系统、充电系统、功率器件等全套高压部件。
因此像小鹏 G6 这样动力电池额定电压 551V 的车型也算压线进入 800V 领域,但额定电压只有 530V 的极狐阿尔法 T5 就有待商榷了。
而且,大部分 800V 高压车型都配备了升压器,如蔚来 NT3.0、理想 MEGA、智己 LS6,主打一个向下兼容,通用 500V 充电桩。
虽然参数上打折,但 800V 车型较 400V 车型还是有效率上的提升。例如小鹏 G6 在自家超快充桩上,能达到电压 580V、电流 492A、功率 285kW;在第三方国标桩上,则是电压 558V、电流 250A、功率 140kW。
意味着即便在第三方充电桩,整体充电速度也比 400V 车型快一倍。而随着更多 800V 高压车型推出,电动车用户群体从先锋用户转向大众用户,消费者的主要诉求从续航里程变为补能效率,更多支持超快充的充电桩铺设就被提上日程了。
为什么难落地?
智界 S7 发布后不久便喜提了一个外号—— " 只能加 95 号汽油的电动车 ",原因是该车仅支持 750V 以上快充,无法适配 500V 低压桩。
不能向下兼容的原因,客服的回应是智界 S7 采用全系 800V 高压平台,坊间猜测可能成本有限所以才阉割了升压器。
这也让外界将华为造桩和造车联系到了一起。
按照华为的思路,造桩的业务逻辑和造车如出一辙,自己不建桩,而是帮助运营商造好桩。前期自建场站的目的主要是为行业提供样板,后期还是要与国家电网、南方电网以及特来电等运营商合作。
本质上,华为造桩的角色还是一个技术方案输出方,而且还能赶上一波 " 基建红利 "。
在国网快充桩招标中,80kW 充电桩占比已从 2020 年的 63% 下降至 2022 年的 37%,而 160kW 和 240kW 分别从 35% 和 1% 上升至 57% 和 4%。
资料来源:国家电网
在这种情况下,华为的 10 万根超充桩计划,看上去是一笔稳赚不赔的买卖。不仅能把液冷超充的方案向全行业输出,满足大众用户的快速补能需求,还能助推自己的智选车业务。
但凡事没有百分百,周华健大哥告诉我们,不经历风雨怎能见彩虹。对华为而言,风雨就是阻碍超充落地的两个核心因素:车端功率半导体和配电网负担。
因为 800V 方案对于硬件要求增加,400V 平台的车必须要升级到碳化硅,车端对于超充的硬件才能达标。而芯片短缺问题一直是汽车行业存在的问题,所以对 800V 的配置会有影响,且车端还要有适配 800V 方案的动力电池。
但这些都不是核心因素,配电网端的问题可能才是关键。
通常情况下,现有配电网络的设计并不能满足超充规格,市面上快充桩功率小则几十 kW,大则几百 kW,这样的大功率充电桩接入使用时会产生高电流和冲击电压。
比如上文提到的小鹏 G6,在其 S4 超充桩充电的峰值功率可达 287kW。充电是快了,还得电网承受得了才行。
办公楼的单位用电指标是 30-70W/m ²,一栋 15 层的写字楼,按每层 1500 平估算,功率在 1.1MW。而小鹏 S4 超充桩,最大功率达 480kW,3 个超充桩同时使用,最大功率可能干过 1 栋写字楼。
而且高压快充对电网的影响还包括峰值负荷。把电网看成一根皮筋,它要有一定的弹性以应对随机的负荷峰值,但如果峰值负荷太大,超出伸展极限,皮筋就会断掉,电网就会出问题。
对于配电网端的可行性,目前业内提出通过微电网、共享储能解决超充对电网稳定性的冲击。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统,是解决分布式电源直接接入电网所引起一系列问题的有效手段。
但目前来看,上述方案可能在成本问题上无法做到最优。
以美国 Electrify America 一个 350kW 大功率超充站为例,配置一套特斯拉 350kWh、功率为 210kW 储能系统,价格约 21 万美元,约为 140 万人民币。而一座 A480,5 座 120kW 充电桩的超充站在不含地租的条件下总成本约为 112.2 万元。
液冷超充桩初始成本较高,通过配置储能解决电网容量不足、调节电网负荷的问题,也增加了较多的初始投资成本。
焉知新能源汽车此前分析,如果想要建设全是超充桩的超充站,配合储能一座站的成本至少 200 万起。而蔚来一座 2 代换电站不含电池跟地租情况下的成本约 125 万元。
不过,有机构认为应用充电度电成本,代替初始投资,衡量充电场站投资收益。
充电网作为重要的新型基础设施,应考虑未来技术迭代和标准升级,改变简单比较单瓦成本的思路,引入全生命周期的充电度电成本进行评估。
资料来源:电动汽车超级快充产业峰会
据长虹集团测算,华为全液冷超充方案度电成本要远低于传统方案,10 年整站度电成本 0.34 元 /kWh,分别较一体桩、风冷堆低 35%、26%,投资回收期仅为 6.7 年。随着技术和制造水平的提升,最终成本会降下来。
尾声
如果从成本来看,普及超充需要改造升级的地方虽然不多,但都要耗费很大成本,而且都不可控。比如布置大功率充电站需要增加电容,为此电网要花上千亿美金来改造城市的电力基建,难度确实有些大。
另外还有超充站的成本问题,桩站建设、配置储能、地租等综合成本已经超过了换电站,普通运营商负担不起这么重的资产。
以华为全液冷超充终端为例,一台 600kW 的全液冷超充价格高达 60 万元,而 120kW 的风冷充电桩价格只有 3-5 万元。对运营商来说,在超快充车型市占率极低的当下,120kW/180kW 的风冷设备才是闭眼选择。
所以,华为能否在未来一年履行承诺,最终还是要看国网和三桶油这些大运营商,能有多大力度支持。
参考资料
[ 1 ] 电网:高压快充,说爱你不容易,知乎
[ 2 ] 只能加 "95 号汽油 " 的电动车:曝智界 S7 仅支持 750V 以上快充桩,驱动之家
[ 3 ] 当超充成本大于换电时,车企宣传的 800V 优势到底在哪?新出行
[ 4 ] 800V,2024 年电动汽车公司争夺的第一块高地,电厂
[ 5 ] 充电桩行业 2024 年度投资策略:把握高压快、超充主线,探寻液冷等投资机遇,长城证券
[ 6 ] 800V 高压快充新技术系列报告(六):超充桩建设加速,液冷技术升级,光大证券
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