快充技術如何升級？由動力電池發展反推電動汽車使用訴求和路徑

電動汽車作為一種交通工具，動力電池作為能量存儲和轉化單元，是整個產業的核心驅動因素。正因為其利用電能作為中介，而非石油、煤炭等一次能源，能夠極大調整和改善能源結構，國家才會堅定決心作為戰略新興行業強力推進。

上下游的需求滿足與價值傳遞是現代社會產業鏈形成的前提。直流充電也好，交流充電也好，無線充電也好，無非是一種電力網路與電動汽車之間的能量轉換設施。

因此，討論充電樁的市場與技術，不去分析電動汽車尤其動力電池的發展，拋開問題本質談現象，猶如盲人摸象。

一、動力電池淺析

動力電池作為一門獨立的應用產業，在此只簡單談談理解與規律。從技術路線上講，大概分為氫燃料電池、鋰電池、超級電容和鋁空氣電池。

主流路線鋰電池中，又區分三元鋰電池（Tesla等）和磷酸鐵鋰電池（BYD等）以及鈦酸鋰電池（珠海銀隆等）等。三者安全性、充電倍率、能量倍率、成本等各有利弊。而技術路線爭議與諸多恩怨是非在2016年以禁止客車用三元鋰電池達到頂峰，吵了一年，最終各有各的思路。

目前坊間傳聞石墨烯等商用的最大方向和應用，均是作為添加劑摻雜改性，仍逃不出以上範疇。

從市場發展而言，經過小十年的沉澱與積累，通過十城千輛示範工程、兩大會的推動，國內企業進入發展期，2014年政策明確后資本規模湧入，整個行業呈現「大幹快上」的現狀。而2015年底車企供應生產人員，在為數不多的幾家電池廠產線蹲守搶產能的情況，想起來也是行業一樁趣事。

拋開材料不談，在PACK技術上目前也是百家爭鳴，以下是簡單對比。

作為工科出身，筆者充分認同部分專業領域如研發、技術、生產存在客觀規律，整體剛性較強，無法通過主觀能動改變。比如電池技術發展這麼多年，還是在電化學原理的框架進行。

但也必須承認，無法利用資源改變原理，但能通過資源加快技術改進過程。

1.能量密度

本指標對於體積、自重、續航等存在影響。

2015年的《製造2025》、2016年《關於發布國家重點研發計劃新能源汽車等重點專項2017年度項目申報指南的通知》等路徑性文件中，分別明確提出2020年達到300Wh/kg或350Wh/kg的比能量要求。據坊間傳聞，原標準其實近400Wh/kg，後來多方博弈才降低標準。

2016年底寧德時代CATL、BYD、國軒、中航鋰電等主流玩家，電芯能量密度在130~160Wh/kg，PACK能量密度在95~120Wh/kg。

21700今年也開始量產，Tesla與松下合作，據說已經能做到300Wh/kg。

2.充電倍率

本指標是最直觀的充電速度指標。

國家工信部今年發布的前三批新能源汽車推薦目錄數據顯示，共計有40款快充客車上榜。

董小姐的珠海銀隆雖未上榜，但一直號稱能做到6C-10C充電倍率，由於充電槍載流量、成本等各方面考慮，目前較多的做法是360Kw分雙槍同時充電。湖州微宏三元鋰做到穩定5-6C充電且電池衰減可接受的技術，已經量產。

動力電池占新能源汽車製造成本的比例大約在30%-40%，這是最直觀影響電動汽車市場競爭力的因素。

2016年動力電池出貨量達28.04GWh，同比增長78.6%。寧德時代、Tesla、BYD初步規劃2020年分別達到50GWh\35GWh\34GWh，產業鏈整體產能尤其低端產品出現過剩。而動力電池價格過高的根源在於原材料價格居高不下，如目前碳酸鋰的成本已經低至1.3萬元/噸，但是市場售價卻達到15-17萬元/噸。這個市場成本走向最終受制於上游寡頭企業的市場策略，因此非單純技術產業範疇可預測。

在2014-2015年，動力電池市場價格在2000-2500元/kWh，截至2016年，價格降低至1500元/kWh，據預測到2020年全球動力電池平均價格可以達到1000元/kWh。而價格可以做到700元/kWh以內，就可以做到和目前傳統內燃機動力的等價。

之前搜集的部分車型數據：

乘用車領域，在2020年左右，預計能量密度提升一倍到250-300Wh/kg，充電倍率達到3-4C，續航里程在300公里，電池容量在35-40KWh，是一項主流產品路徑。

初步能實現一輛車15-20分鐘充滿，要求充電樁功率最大不超過150kw，在現國標技術體系內。

如果極端或高端車型，做到500公里左右，電池容量接近70-80KWh，理想充電功率在320Kw左右，不超過350Kw，即歐洲提出的快速充電網路概念。

而商用車領域，由於其使用途徑和運營場景不一，無法一概而論，理論上大部分領域不會超過350Kw。

以上，由動力電池發展反推出車輛運營的使用訴求和路徑，基本上我們對於快速充電領域的技術升級和需求有了大方向。

作者：鵬城論電

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