一、系統(tǒng)介紹

據(jù)了解，目前多家廠商持續(xù)投入超充技術(shù)。已有保時(shí)捷、特斯拉、小鵬、理想、埃安、極氪、華為等多家廠商發(fā)布超充解決方案，各車企正在努力搶占大功率快充高地。荷尖睿聯(lián)也在建設(shè)新能源超級(jí)充電站，加入了第一波超充站行列。

有可實(shí)現(xiàn)超級(jí)快充的車輛，還需要超級(jí)快充的充電樁。目前，充電樁頭部企業(yè)也均發(fā)布有自己的液冷充電樁產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)入局液冷超充系統(tǒng)市場(chǎng)的充電樁核心企業(yè)主要有英可瑞、英飛源技術(shù)、銳速智能科技、動(dòng)力源、星星充電、特來(lái)電等。上下游企業(yè)的布局有望實(shí)現(xiàn)加速超充技術(shù)的發(fā)展。

今年10月初，華為發(fā)布在川藏線落地全液冷超充電站，其具備最大輸出功率600kW，最大電流600A，號(hào)稱“一秒一公里”，一石激起千層浪。目前川藏線上的超充終端已在如下區(qū)域正式上線：天全服務(wù)區(qū)超充站、理塘康南旅游集散中心超充站、桑堆服務(wù)區(qū)超充站。

全液冷超充站 " 一杯咖啡，滿電出發(fā) "的充電體驗(yàn)，解決了電動(dòng)車主的充電焦慮的問(wèn)題。華為全液冷超充的落地，將推動(dòng)大功率快充加速普及。

那什么是液冷超充呢？

液冷超充，即液體冷卻超高功率充電技術(shù)，是一種通過(guò)液體冷卻方式實(shí)現(xiàn)的高效充電技術(shù)。其原理是在充電過(guò)程中，通過(guò)液體循環(huán)將充電產(chǎn)生的熱量帶走從而實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定地充電。

目前大功率快速充電主要在兩方面進(jìn)行提升，一方面是提升車輛電池電壓，純電新能源車的電壓由原來(lái)多用400V，已經(jīng)邁向了800V、1000V。另一方面是提升充電電流，原來(lái)充電電流多在160A，現(xiàn)在提升到250A、甚至超充600A。

充電加快主要是在車輛電池電壓條件下，提高充電電流。但充電電流增大后端子及線纜的發(fā)熱量會(huì)快速增加，導(dǎo)致溫度迅速升高，持續(xù)高溫會(huì)帶來(lái)一定的損害，嚴(yán)重的還會(huì)引起燒毀安全事故。

根據(jù)焦耳定律（Q=I2RT），電流通過(guò)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(shuō)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。同一個(gè)充電槍或在兩把充電槍在電阻相同和時(shí)間同等的前提下，在250A充電電流下產(chǎn)生62500焦耳的熱量；則在600A充電情況下降產(chǎn)生360000焦耳的熱量。需要極大地提高充電槍的散熱能力。同樣，充電樁設(shè)備也需要提升扇熱能力。當(dāng)然，車輛電池系統(tǒng)也可以使用液冷進(jìn)行散熱，但我們本文主要討論液冷充電樁。

為了避免安全事故的發(fā)生，我們必須要將充電槍端子及線纜的發(fā)熱量及溫升降低，增大導(dǎo)體截面積是我們首先想到的解決方法，但增大導(dǎo)體截面積后會(huì)增加線纜的重量，且使用過(guò)程中電纜也更難以彎曲，導(dǎo)致用戶無(wú)法正常使用，而采用液冷大功率充電技術(shù)后線纜的截面積可以大幅度減小，充電槍線纜的重量更輕，用戶的操作體驗(yàn)感更好。液冷充電槍不僅充電速度更快，也要比比常規(guī)的充電槍輕30%~40%，相較傳統(tǒng)的超充線纜，即便是較為柔弱的女生也能夠輕松使用。

因此，全液冷超充的原理，就是在電纜和充電槍之間設(shè)置一個(gè)專門的液體循環(huán)通道，通道內(nèi)加入起散熱運(yùn)用的液冷卻液，通過(guò)動(dòng)力泵推動(dòng)冷卻液循環(huán)，從而把充電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量帶出來(lái)。充電主機(jī)功率部分也采用液冷散熱，與外界環(huán)境無(wú)空氣交換，故可實(shí)現(xiàn)IP65的設(shè)計(jì)，同時(shí)系統(tǒng)采用大風(fēng)量風(fēng)扇散熱噪聲低，環(huán)境友好性高。

通過(guò)液冷循環(huán)系統(tǒng)里面的水泵帶動(dòng)液體循環(huán)，對(duì)充電樁及充電槍內(nèi)部的電氣設(shè)備進(jìn)行冷卻，降低溫度，確保設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。液冷系統(tǒng)從充電樁延伸到充電線和連接器，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)充電系統(tǒng)的低溫運(yùn)行。這樣增強(qiáng)了散熱性能，提高了設(shè)備功率密度和輸出功率，比傳統(tǒng)的風(fēng)冷散散熱技術(shù)有顯著的提升。

二、全液冷超充的優(yōu)勢(shì)

全液冷超充有哪些優(yōu)勢(shì)呢？?jī)H僅是充電更快嗎？華為表示其液冷散熱技術(shù)“一秒一公里”、“設(shè)備高可靠”、“匹配所有車型”、充電確保設(shè)備10年使用壽命，功率共享使市電利用率提升30%，實(shí)現(xiàn)全生命周期TCO下降40%等等優(yōu)勢(shì)。我們大概介紹下這一技術(shù)的一些優(yōu)勢(shì)。

（1）充電更快，即充即走。充電更快當(dāng)然是第一大優(yōu)點(diǎn)，也是這一技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。液冷充電樁采用了液體冷卻技術(shù)，有效提升了充電過(guò)程中的散熱效率，極大地提高了充電電流，從而提高充電速度，實(shí)現(xiàn)充電“一秒一公里”，可能實(shí)現(xiàn)充電速度堪比加油。由于充電樁具有較高的充電效率，可以滿足大量車輛充電需求，方便車主隨時(shí)進(jìn)行充電。

（2）槍線更輕，使用體驗(yàn)更好。由于散熱能力更強(qiáng)，無(wú)需通過(guò)加粗電纜的方式減少發(fā)熱。250A的國(guó)標(biāo)充電槍一般采用80mm2的電纜，充電槍整體很重，且不容易彎曲。液冷充電槍內(nèi)部有電纜和水管，500A液冷充電槍的電纜通常才35mm2，通過(guò)水管內(nèi)的冷卻液流動(dòng)來(lái)帶走熱量。因?yàn)殡娎|細(xì)，所以液冷充電槍要比常規(guī)的充電槍輕30%~40%。即便是較為柔弱的女生也能夠輕松使用。

（3）設(shè)備可靠性高、使用壽命長(zhǎng)：液冷充電樁具有較高的設(shè)備可靠性和使用壽命。常規(guī)充電樁及半液冷充電樁的樁體都是風(fēng)冷散熱，空氣從一側(cè)進(jìn)入樁體，吹走電氣元件、整流模塊的熱量，從另一側(cè)樁體散出?？諝鈺?huì)夾雜著灰塵、鹽霧及水氣并吸附在內(nèi)部器件表面，導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣變差、散熱變差，充電效率低，設(shè)備壽命減少。采用液體冷卻技術(shù)，液體交換熱量是在一個(gè)密閉環(huán)境，充電模塊與外界無(wú)直接接觸，防護(hù)等級(jí)可以做到IP65，減少灰塵等接觸電子器件，可靠性更高。并且液體散熱，散熱更均勻有效，可有效降低充電過(guò)程中設(shè)備內(nèi)部的溫度，減少設(shè)備故障率，提高設(shè)備使用壽命。

（4）匹配所有車型：液冷充電樁可以匹配所有車型，一般液冷超充技術(shù)采用通用的充電接口標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車還是燃料電池汽車，都可以使用液冷充電樁進(jìn)行充電。充電樁可以識(shí)別車型，當(dāng)車輛不能接受超級(jí)充電時(shí)，可按車輛能接受的最大電流進(jìn)行充電。這使得液冷充電樁具有更廣泛的應(yīng)用范圍和更高的使用率。

（5）充電噪音小。全液冷充電樁采用雙循環(huán)散熱的架構(gòu)，內(nèi)部液冷模塊靠水泵驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)散熱，將模塊發(fā)熱轉(zhuǎn)移到翅片散熱器上，外部則是靠低轉(zhuǎn)速大風(fēng)量風(fēng)扇或是空調(diào)來(lái)將散熱器上熱量散走，低轉(zhuǎn)速大風(fēng)量的風(fēng)扇噪聲較高轉(zhuǎn)速的小風(fēng)扇低得多。全液冷超充樁還可以采用分體式散熱設(shè)計(jì)，與分體式空調(diào)類似，將有噪音的散熱單元放置于遠(yuǎn)離人群的地方，甚至還可以跟水池、噴泉進(jìn)行熱交換來(lái)達(dá)到更好的散熱效果及更低的噪聲。

（6）低TCO。充電站點(diǎn)充電設(shè)備的成本支出得從充電樁全生命周期成本（TCO）來(lái)考慮，傳統(tǒng)采用風(fēng)冷充電模塊的充電樁壽命一般不超過(guò)5年，但目前充電場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)的租期是8-10年，這意味著在場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)周期內(nèi)至少需要更換一次充電設(shè)備。反觀全液冷充電樁使用壽命至少10年以上，可以覆蓋場(chǎng)站的全生命周期。同時(shí)相比于采用風(fēng)冷模塊的充電樁需要頻繁的開柜除塵、維護(hù)等操作，全液冷充電樁只需要在外置散熱器積塵后進(jìn)行沖洗，維護(hù)簡(jiǎn)單。全液冷充電系統(tǒng)的TCO要低于傳統(tǒng)采用風(fēng)冷充電模塊的充電系統(tǒng)，且隨著全液冷系統(tǒng)的廣泛批量應(yīng)用，其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)將更為明顯。

（7）促進(jìn)電動(dòng)汽車市場(chǎng)普及。當(dāng)新能源車充電難的問(wèn)題解決，用戶體驗(yàn)感將得到極大的的提升，緩解用戶對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間充電的疑慮，加速了充電設(shè)施的建設(shè)和覆蓋范圍的擴(kuò)大，推動(dòng)了更多用戶選擇購(gòu)買電動(dòng)汽車。

三、全液冷超充的劣勢(shì)

液冷超充站可以說(shuō)是處于起步階段，需要解決的問(wèn)題很多，可能部分問(wèn)題需要在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)完善。

（1）目前全液冷超充樁相對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷充電樁，全液冷超充樁的成本更高。這個(gè)全面普及之后可能可以通過(guò)體量降低成本。

（2）目前在高溫環(huán)境下，液體的散熱性能會(huì)有一定的影響，進(jìn)而降低充電效率。

（3）維護(hù)可能更復(fù)雜，液冷超充系統(tǒng)需要定期檢查、清洗和更換液體，增加了維護(hù)難度。

（4）電池壽命與質(zhì)量方面的技術(shù)發(fā)展。超充不僅是充電樁可以輸出，也需要車輛電池可以承受。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，過(guò)快充放電時(shí)會(huì)對(duì)電池壽命有一定影響。雖然，目前有企業(yè)供應(yīng)3C、4C等超快充動(dòng)力電池，但技術(shù)成熟度需要進(jìn)一步應(yīng)用檢驗(yàn)，更何況目前慢充也出現(xiàn)不少車輛充電時(shí)著火情況。希望充電加快的同時(shí)電池的安全性也全面提高，同時(shí)電池壽命也得到保障。
（5）這么大功率的充電設(shè)備，一般一個(gè)充電站需要多臺(tái)充電樁，因此，超充站對(duì)配電網(wǎng)的供電需求甚至對(duì)電網(wǎng)的沖擊也要考慮。不過(guò)光儲(chǔ)充一體化充電站也是一個(gè)可行的解決方案，其原理是將光伏發(fā)電與儲(chǔ)能作為補(bǔ)充，即電價(jià)便宜、供電充足時(shí)儲(chǔ)備電量，電價(jià)貴時(shí)和電量需求大時(shí)，則使用儲(chǔ)能電量，一方面能減少超級(jí)快充對(duì)電網(wǎng)的直接影響，緩解用電壓力，同時(shí)也能降低用電成本。

總體來(lái)說(shuō)，液冷超充是技術(shù)趨勢(shì)，它不僅可以提高充電效率和安全性，還可以適應(yīng)各種車型和環(huán)境，為新能源汽車提供快速、穩(wěn)定、安全的充電服務(wù)。它對(duì)于解決電車長(zhǎng)途奔行續(xù)航問(wèn)題有著重要的意義和影響，也為新能源汽車的發(fā)展和普及帶來(lái)了新的機(jī)遇和動(dòng)力，具有廣闊的市場(chǎng)前景和發(fā)展空間。相信液冷超充會(huì)更好地助力中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)有序充電和V2G，助力節(jié)能減排、低碳綠色發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。

未來(lái)直流超充槍線沒(méi)那么笨重，在立體車庫(kù)上實(shí)現(xiàn)新能源汽車快充，超充也成為了現(xiàn)實(shí)，荷尖睿聯(lián)也會(huì)朝著這個(gè)方向去迭代更新更多創(chuàng)新技術(shù)，做到立體停充一體化。