华为:汽车电动化发展路径正加速从“长续航”向“超快充”转变
2024年6月6日,在中国汽车低碳与可持续发展论坛上,华为数字能源充电网络业务副总裁彭鹏表示,加快中国汽车低碳化和电动化进程关键在于回归市场驱动本质和用户体验,当前A级车和商用车在电动化市场竞争力方面不足,一个共同的原因就是采用长续航大容量电池,导致成本过高,没有完全解决用户顾虑,不利于汽车电动化普及。华为认为当前汽车电动化路径已经由长续航向超快充转变。建设以超快充为主的高质量充电基础设施,将推动汽车电动化进程。华为全液冷超充架构可以实现稀缺土地和电力资源的高利用率,支持光储直柔对电网友好,支持超快一体模块化演进服务所有车型。
华为数字能源充电网络业务副总裁
以下为演讲内容整理:
汽车电动化发展趋势
从燃油车的生产路径看,其碳排放量非常高。业界专家亦强调,在计算新能源汽车的碳排放总量时,需要综合考虑车辆的生产、使用以及回收循环等多个环节。为了降低新能源汽车的碳排放,我们已采取一系列管理措施,如推广“超快充”技术,以减少电池在车辆中的占比,从而大幅降低新能源汽车的碳排放量。我国要实现碳达峰和碳中和的目标,推广使用纯电动车或氢能等清洁能源汽车是必由之路,这在国家战略层面已得到明确。然而,最终的市场接受度和消费者选择将取决于如何降低用户成本和提升用户体验。
我国汽车电动化发展经历了三个阶段,一是早期初创期,二是中间的规模发展阶段,三是我国汽车电动化当前正走向的高质量发展阶段。第一个阶段是政策导向期,国家出台了一系列政策措施,以推动新能源汽车的研发和推广应用。这些政策为企业和用户提供了优惠,如税收减免、购车补贴等,极大地激发了市场活力。2018-2023年是政策和市场双驱动的阶段。从2024年开始,政策逐渐退出,市场导向阶段已然来临。在这个阶段,用户对于新能源汽车的选择和对于低碳生活方式的追求将更多地受到市场竞争的影响。
我们也观察到,从2024年开始,汽车电动化的发展经历了三个显著的转变。一是用户变化。早期的新能源汽车用户主要是运营车辆车主,而现在约90%的用户为私家车车主,他们更加注重个人的使用体验和车辆的舒适性。
图源:演讲嘉宾素材
二是路径变化。早期用户普遍面临着续航、充电和安全三大焦虑,其中续航和充电焦虑与充电网络部署密切相关。在充电设施尚不完善的情况下,为了满足用户的补能体验和需求,车企不得不选择增加电池容量和续航里程,这导致了部分车型搭载了70至80度电,甚至100度电、150度电的电池。车企在这一过程中往往以“长续航”为自身产品宣发点,但这种路径并不适合未来电动汽车的普及。
三是数量变化。第一个1000万辆新能源汽车的积累经历了十多年的时间,而第二个1000万辆的增量仅用了一年时间。从2024年开始,我们已经进入了千万辆的时代,每年电动汽车的销量都将以千万辆的数量递增。这一变化对充电基础设施的部署提出了更高的要求,充电设施的完善程度将直接影响未来消费者是否选择电动汽车。
当前商用车在车辆总数中的占比不到10%,但其碳排放量却高达50%,成为国家实现碳中和目标的重要难题。经过五年的发展,商用车的电动化渗透率仍然低于5%。商用车电动化面临的主要障碍可以归纳为“一低三高”:成本高、油电差价低、补能时间长以及吨位损失大。
针对A级车市场,今年我们将与多家车企及头部动力电池供应商手合作,共同设计打造定价近10万元的超级快充车型。我们的创新策略在于采用4C超级快充电池技术,通过小容量电池替代当前市场普遍使用的大容量1C、2C普通电池。尽管单位4C电池的成本可能高出普通电池的1.2至1.3倍,但整体而言,电池成本降低了近1万元。
在选择高压器件架构和热交换器等组件后,虽然这些组件的引入会带来一定程度的成本增加,但它们同时也带来了显著的性能提升。特别是当整车重量降低后,从以往每度电行驶约7至8公里,提升至现在每度电行驶10公里。这一突破性的进步不仅意味着超级快充技术已成功应用于A级车市场,更使得这款车型在度电效率方面达到了行业领先水平。
要普及电动商用车,需要综合考虑多个方面。以40吨的电动重卡为例,与传统燃油车相比,其成本差异显著。传统40吨的重卡价格接近40万元,而若配备500度或600度的电池,电动重卡的价格可能飙升至80万至100万元。面对这样的价格差异,如何推动商用车领域的物流车主采纳电动重卡成为了一个挑战。国家政策的优惠力度对于激发车主购买意愿至关重要。然而,我们也必须认识到,商用车是车主的生产工具,其采购决策不能仅仅基于低碳化的国家使命,而是需要回归到用户的实际体验和市场竞争中去。
在与重卡车企的研讨中,经过详细比对发现,超充技术的引入带来了诸多优势。它将原先“一低三高”的难题转变为“一高三低”的新局面。通过扩大油电差价,使电动重卡的使用成本更为划算,同时降低电池成本,消除了车主对于购车后油费负担的顾虑。其次,超充技术降低了补能时间。传统的补能方式可能需要30分钟甚至60分钟,而现在采用2C技术的超充重卡仅需15分钟即可完成充电,而4C技术更是能在7分钟内实现50%的电量补充,极大地提高了运营效率。才外,通过优化电池配置,超充重卡实现了吨位的降低。从原先的500度电降低到300度电,大约可以节省800公斤的载重。采用超充技术的重卡不仅可以降低购买成本,而且每公里运行可节省1.3元,基于此优势,预计在三年内获得的收益,车主即可再购买一辆同型号的超充重卡,这无疑为电动化的推广提供了强有力的经济动力。
图源:演讲嘉宾素材
为了满足用户的实际需求,我们将致力于构建一个以“超快充”为核心的高质量充电基础设施网络。这是我们面向未来网络用户场景所设定的目标,并且这一网络也将涵盖长期充电服务。目前国家也在大力推广大功率充电设施,以实现服务区100%的覆盖。
专用车超充技术的前瞻规划与未来充电网络革新
面向未来,专用车超充车型将逐渐迈向兆瓦级的充电能力。因此,我们需从现在开始,对核心干线进行前瞻性的规划,以确保充电设施能够满足未来车辆的需求。
此外,城市的公共充电网络也将朝着“一公里超充圈”的方向发展,实现高密度渗透。同时,我们还将关注驻地场景,这是一种停充一体化的新型充电模式。随着电动汽车数量的不断增长,未来的充电网络将形成车网互动,提供更加灵活、高效的充电服务。
未来建设以“超快充”为主的基础设施具有多方面的价值。首先,超快充的建设就如同将绿皮火车升级为高铁,在相同的电力和土地资源下,能够显著提升运营效能。以铁路为例,同样的轨道在采用超快充技术后,将大幅提高能源和物流的效率。这种高效的能源利用不仅体现在运输能力的提升上,同时也降低了能源消耗和碳排放,促进了环保和可持续发展。其次,超快充基础设施的建设将带来显著的经济效益。通过优化充电服务,超快充将促进电动汽车的普及和应用,从而带动相关产业链的发展,如文旅产业、当地经济等。
当前,许多城市的公共充电基础设施呈现出了无序扩张的态势,缺乏有效的管理和规划。尽管政府致力于构建广泛的充电网络以覆盖更多区域,但这种无序的发展模式也带来了一系列问题。首先,众多公共充电场站的利用率普遍偏低,导致了电力资源的极大浪费。其次,不合理的布局和扩张也占用了大量土地资源,造成了土地资源的浪费。
我们坚信未来城市的公共充电场站将逐渐走向集约化,特别是以超充技术为核心的场站。这种集约化模式将更高效地利用土地和电力资源,相较于当前无序扩张的模式,能够显著减少资源消耗。同时,集约化场站将充分利用政府分配的土地,实现更高的运营效率,从而成为电力友好。我们所说的“电力不友好”主要指的是在电力供应充足的情况下,由于运营效率低下和用户体验不佳,导致电力资源的浪费。因此,我们倡导通过集约化超充场站的建设,优化电力资源配置,提升运营效率,为用户提供更好的充电体验。
关于超充技术,有人误认为需要许多电力容量。左侧的图示展示了不同车型在充电过程中的功率曲线。A车型类似于特斯拉的充电特性,它在充电初期能迅速达到峰值功率,但随后会迅速降低。中间B类车型,充电峰值功率在较为稳定,类似于奥迪、Taycan等品牌的车型,C类车型,类似于当前超充车型,在20%~80%SOC阶段能维持较高充电功率。
图源:演讲嘉宾素材
对于超充场站所需的电力容量,有人认为它等于每个超充终端的功率乘以N。然而,这种计算方法忽略了充电过程中的时序性和同时率问题。实际上,充电需求并不是所有车辆在同一时间达到峰值功率,而是存在时间上的差异和用户的充电习惯差异。在充电过程中,不同车辆的电池荷电状态不同,充电需求也会有所不同。有的车辆可能在SOC低时就开始充电,而有的车辆则可能在SOC较高时才进行补电。这种差异导致超充场站在实际运营中并不需要每个充电桩都同时达到峰值功率。
因此,超充场站所需的电力容量并非简单地将每个充电桩的功率相加,而是需要根据车辆的实际充电需求和时序性,以及用户的充电习惯,来合理配置电力容量。通过合理的规划和管理,超充场站可以在满足用户需求的同时,实现电力资源的有效利用。
此外,我们全域能架构的核心价值体现在高可靠性和长寿命上。以广东瓦溪高速服务场站为例,在过去的一年里,该架构的运维投入为零,相比之下,其他场站则时常出现故障。高速公路上的充电站一旦发生故障,故障桩将在一两天内无法提供服务,给车主带来极大的不便。其次,运维人员需要上站检查问题,并确定问题的根本原因,随后携带备件进行修复。然而,有时一次修复可能无法解决问题,需要多次往返修复,这不仅增加了运维成本,还可能导致经营损失。我们全域能架构的引入显著提升了充电站的稳定性和可靠性,降低了运维成本,并减少了因故障导致的经营损失。
第三,我们致力于服务所有类型的车型,并采用了模块化的演进策略。在某些高速公路充电站点,并非所有充电桩都需要具备超充能力。今年,我们推出了一系列新产品,包括240千瓦、360千瓦、480千瓦、600千瓦和720千瓦等不同功率的充电桩,未来还将继续向兆瓦级演进,并采用相同的架构和模块化演进策略。在布局方面,我们可以根据地域需求进行灵活配置。例如,在东北或西部等地区,可以先部署240千瓦规格的充电桩。随着需求的增长,可以采用模块化的方式进行叠加,轻松实现功率的提升。与传统的充电桩相比,我们的产品在DCD段可以实现超配,即一个充电桩能够服务更多车。
当未来电动汽车数量增加时,我们的架构还可以进一步叠加扩展。这种扩展不仅限于转换模块的叠加,还包括分配模块的叠加,以实现对快充桩到超充桩的升级。若充电站需服务于重卡,且电力容量不足,我们还可以集成储能和光伏发电系统,以提高电力供应的灵活性和可持续性。总体而言,我们的架构基于同一平台,能够覆盖高低压所有新能源车型,为各类用户提供灵活、可靠的充电解决方案。
关于推动汽车电动化的建议
针对当前所存在的问题,我认为我们要围绕汽车电动化、低碳化的发展趋势,坚定不移地走集约化、轻量化的道路。如果国家从低碳化的角度出发制定产业政策,我们期望能够引导更多资源节约型超充车型的推广。
第二,当前我们已进入“先有路再有车,以桩待车”的阶段。因此,我们呼吁各个城市加速推进“超充圈”建设的四个统一,即统一规划、统一标准、统一建设和统一监管。超充圈作为未来公共充电场站的重要组成部分,其公共服务的性质决定了必须实施统一规划。过去,在公共基础设施的部署过程中,可能会出现同一街区内多家运营商各自为政、竞相建设的情况,导致资源浪费和恶性竞争。因此,我们认为超充圈的建设必须由政府进行统一规划,合理布局城市中的充电点位,避免在短距离内重复建设,例如在2公里范围内,若已有超充设施,则无需再建。
通过市场运营的实际效果,我们可以清晰地看到超充场站所产生的巨大虹吸效应。由于其卓越的用户体验,超充场站成功吸引了周边传统充电场站的用户,并通过市场竞争逐步淘汰了周边散乱、无序的公共充电场站。未来,城市中将主要保留集中管理、资源节约型的超充场站。
关于统一标准的重要性,主要源于大功率充电的特殊性。大功率充电的门槛更高,对安全性的要求也更为严格。因此,在超充场站的建设过程中,无论是设备选择还是服务设施建设,都必须遵循高标准、严要求。统一建设和统一监管是确保超充场站有序发展的关键。当前,由于缺乏有效的退出机制,一些服务质量不佳的充电场站仍在市场上存在。未来,通过政府的统一监管,可以对这些场站进行有效管理,对于服务状态不佳的场站,将采取相应的退出措施,以确保整个市场的健康发展。
第三,关于其他政策优惠方面,在当前的充电场站建设过程中,政府所提供的土地往往为公用地,并且通常给予的是5年期限的使用权。这种短期的土地使用权使得运营商难以选择和投资那些具有长期演进性、初期投资成本较高的设备。如果政府能够提供长期经营的土地使用权,运营商将更有可能考虑选择那些能够兼容更多车型、带来更高效益和更高可靠性的设备。因此,建议政府出台相应的政策措施,以鼓励运营商投资更先进、更高效的充电设施,从而显著推动电动化的发展。
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