10月3日，華為數(shù)字能源發(fā)布推文“華為全液冷超充助力打造海拔最高、充電更快的高質(zhì)量318川藏超充綠廊”。文章指出這些全液冷超充終端具備如下特性：

1.最大輸出功率 600kW，最大電流 600A，號稱“一秒一公里”，在海拔最高的區(qū)域可提供最大的充電功率。

2.全液冷技術(shù)可確保設(shè)備的高可靠性：在高原區(qū)域，可耐高溫、高濕，且能防灰塵、防腐蝕，適應(yīng)沿線多種復雜工況。

3.匹配“所有車型”：充電范圍覆蓋200-1000V，一次充電成功率可達99%，能夠匹配特斯拉、小鵬、理想等乘用車及貨拉拉等商用車，可做到“來車即充，即充即走”。

液冷超充技術(shù)不僅為國內(nèi)新能源車用戶提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和體驗，也將助力新能源汽車市場的進一步擴大和推廣。本篇文章就帶大家了解液冷超充這一技術(shù)并且分析其市場現(xiàn)狀和未來趨勢。

一、什么是液冷超充

液冷超充是通過在電纜和充電槍之間設(shè)置一個專門的液體循環(huán)通道來實的。這個通道內(nèi)充滿了液冷卻液，用于散熱。通過動力泵推動液冷卻液循環(huán)，可以有效地帶走充電過程中產(chǎn)生的熱量。系統(tǒng)的功率部分采用液冷散熱，與外界環(huán)境完全隔離，因此可以實現(xiàn)IP65的設(shè)計標準。與此同時，系統(tǒng)還采用高風量的風扇，使散熱噪音降低，提高了環(huán)境友好性。

二、液冷超充的技術(shù)特點及優(yōu)勢

充電樁的輸出電流受到充電槍線的限制，充電槍線通常采用銅制電纜來傳導電流。然而，電纜的發(fā)熱量與電流的平方成正比，這意味著充電電流增時，電纜會更容易產(chǎn)生過多的熱量。為了減少電纜過熱的問題，必須增加導線的截面積，但這也會導致充電槍變得更重。例如，目前的國標250A充電槍通常采用80mm2的電纜，這使得充電槍整體重量較大，且不容易彎曲。

如果需要實現(xiàn)更大電流的充電，一種權(quán)宜之計是采用雙槍充電方式，但這只適用于特定場合。實際上，解決高電流充電的最終方案通常是采用液冷充電槍技術(shù)。這種技術(shù)能夠有效地冷卻充電槍內(nèi)部，使其能夠承受更高的電流而不過熱。

液冷充電槍內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括電纜和水管。通常，500A液冷充電槍的電纜截面積只有35mm2，通過水管內(nèi)的冷卻液流動來有效地帶走產(chǎn)生的熱量。由于電纜較細，因此液冷充電槍相較于常規(guī)充電槍要輕30%~40%。

此外，液冷充電槍還需要與冷卻單元配套使用，冷卻單元包括水箱、水泵、散熱器和風扇等組件。水泵負責驅(qū)動冷卻液在充電槍線內(nèi)循環(huán)，將熱量傳遞到散熱器，然后由風扇吹散，從而實現(xiàn)比常規(guī)自然冷卻充電槍更大的電流承載能力。

常規(guī)充電樁和半液冷充電樁通常采用風冷散熱系統(tǒng)，其中空氣從一側(cè)進入樁體，帶走電氣元件和整流模塊產(chǎn)生的熱量，然后從另一側(cè)樁體排出。然而，這種散熱方式存在一些問題，因為進入樁體的空氣可能夾帶灰塵、鹽霧和水汽，這些物質(zhì)可能會附著在內(nèi)部器件表面，導致系統(tǒng)絕緣性能下降、散熱效率降低，從而降低了充電效率并縮短了設(shè)備壽命。

對于常規(guī)充電樁和半液冷充電樁來說，散熱和防護是兩個相互矛盾的概念。如果注重防護性能，那么散熱性能可能會受到限制，反之亦然。這使得設(shè)計這些樁體變得更加復雜，需要在保護設(shè)備的同時充分考慮熱量散發(fā)問題。

全液冷充電樁采用液冷充電模塊，這個模塊的正面和背面沒有任何風道。模塊依賴內(nèi)部液冷板循環(huán)的冷卻液與外部環(huán)境進行熱交換，使得充電樁的功率部分能夠?qū)崿F(xiàn)全封閉設(shè)計。散熱器被置于樁外部，內(nèi)部通過冷卻液將熱量傳送到散熱器上，然后外部空氣將散熱器表面的熱量吹散。

在這種設(shè)計下，充電樁內(nèi)部的液冷充電模塊和電氣配件等與外部環(huán)境完全隔離，因此可以實現(xiàn)IP65級別的防護，提高了系統(tǒng)的可靠性。

傳統(tǒng)充電樁和半液冷充電樁內(nèi)置了風冷充電模塊，該模塊內(nèi)設(shè)多個高轉(zhuǎn)速小型風扇，運行時產(chǎn)生的噪音通常超過65分貝。此外，充電樁本身還裝有散熱風扇。目前，采用風冷模塊的充電樁在滿功率運行時，噪音水平通常都在70分貝以上。這在白天可能不太顯著，但在夜間則可能對周圍環(huán)境造成較大干擾。

因此，充電站點的高噪音水平是運營商面臨的最常見投訴問題。針對這個問題，運營商需要采取整改措施，但這些措施往往成本較高，而且效果有限。最終，可能只能采取限制功率運行的方式來減少噪音干擾。

全液冷充電樁采用雙循環(huán)散熱的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部液冷模塊通過水泵驅(qū)動冷卻液循環(huán)來散熱，將模塊內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞到翅片散熱器上。在外部，采用低轉(zhuǎn)速但高風量的大型風扇或者空調(diào)系統(tǒng)來將散熱器上的熱量有效散走。這種低轉(zhuǎn)速大風量風扇的噪音相對較低，與高轉(zhuǎn)速小風扇相比，噪音干擾更小。

此外，全液冷超充樁還可以采用分體式散熱設(shè)計，類似于分體式空調(diào)的原理。這種設(shè)計將散熱單元放置在遠離人群的地方，甚至可以與水池或噴泉等進行熱交換，以實現(xiàn)更出色的散熱效果和更低的噪音水平。

在考慮充電站點充電設(shè)備的成本支出時，需要綜合考慮充電樁的全生命周期成本（TCO）。傳統(tǒng)采用風冷充電模塊的充電樁通常壽命不超過5年，而充電場站目前的運營租期通常為8-10年。這意味著在場站的運營周期內(nèi)，至少需要更換一次充電設(shè)備。相比之下，全液冷充電樁的使用壽命至少可達10年以上，能夠覆蓋場站的整個生命周期。此外，與采用風冷模塊的充電樁需要經(jīng)常開柜清除灰塵、進行維護等操作不同，全液冷充電樁只需在外置散熱器積塵后進行沖洗，維護非常簡便。

因此，全液冷充電系統(tǒng)的TCO要低于傳統(tǒng)采用風冷充電模塊的充電系統(tǒng)，并且隨著全液冷系統(tǒng)的廣泛批量應(yīng)用，其性價比優(yōu)勢將更為明顯。

三、液冷超充技術(shù)的缺陷

液冷方法仍然基于溫差換熱原理，熱量傳輸為顯熱方式，因此無法避免電池模組內(nèi)部溫差問題，溫差導致模組不同單電池充放電過程中的過充、過放或者充放電不足，電池過充過放會導致電池安全性問題，降低電池壽命，充放電不足會降低電池能量密度，降低電池續(xù)航里程。

電池充電速度受散熱速率限制，否則會造成熱失控風險?；诶浒宓囊豪鋼Q熱功率受限于溫差大小和流量，而可控溫差與環(huán)境溫度密切相關(guān)。

電池熱失控是由于發(fā)生問題的電池在短時間內(nèi)釋放大量熱，基于溫差顯熱散熱速率有限，熱量大量累積引起溫度急劇上升，使電池發(fā)熱與溫升之間產(chǎn)生正循環(huán)而發(fā)生爆炸、燃燒，并引起相鄰的電池發(fā)生熱失控。

液冷循環(huán)阻力較大，特別是考慮到電池模組體積限制，冷板流道一般較小，當換熱量大時，流速會較大，循環(huán)壓損大，功耗大，降低了電池的續(xù)航里程。

四、液冷超充的市場現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

根據(jù)中國充電聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示，2023年2月比2023年1月公共充電樁增加3.1萬臺，2月同比增長54.1%。截至2023年2月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位總計上報公共充電樁186.9萬臺，其中直流充電樁79.6萬臺、交流充電樁107.2萬臺。

事實上，隨著新能源汽車滲透率不斷提高，充電樁等配套設(shè)施快速發(fā)展，液冷超充這一新技術(shù)已成為業(yè)界競逐焦點。許多新能源車企、樁企也紛紛開始對超充進行技術(shù)研發(fā)與布局。

特斯拉是業(yè)界最早批量部署液冷超充樁的車企，當前已在國內(nèi)部署超1500個超充站點共計10000臺超充樁。特斯拉V3款超充樁采用全液冷設(shè)計，液冷充電模塊及液冷充電槍，單槍最大250kW/600A充電，15分鐘即可增加250公里的續(xù)航里程，而即將批量部署的V4款充電樁更將充電功率增大到了單槍350kW。

隨之，保時捷Taycan在全球首次推出800V高電壓電氣架構(gòu)，并支持350kW大功率快充；長城沙龍機甲龍2022全球限量版，電流可達600A，電壓可達800V，峰值充電功率是480kW；廣汽埃安AION V，峰值電壓可達1000V，電流可達600A，峰值充電功率同樣為480kW；小鵬G9，800V碳化硅電壓平臺量產(chǎn)車，適用于480kW超快充。

目前，國內(nèi)入局液冷超充系統(tǒng)市場的充電樁核心企業(yè)主要有英可瑞、英飛源技術(shù)、ABB、銳速智能科技、動力源、星星充電、特來電等。

五、液冷超充未來趨勢

液冷超充領(lǐng)域處于起步階段，潛力大，發(fā)展前景廣闊。液冷是解決大功率充電的優(yōu)異方案。大功率充電樁電源的設(shè)計和生產(chǎn)國內(nèi)外已不存在技術(shù)問題，需要解決由大功率充電樁電源到充電槍的線纜連接。

但是，我國高功率液冷超充樁滲透率仍較低。這是因為液冷充電槍先成本占比較高，快充樁2025年將迎來千億市場空間。根據(jù)公開信息，充電樁均價約為0.4元/W，推算240kW快充樁價格約9.6萬元，根據(jù)日豐股份發(fā)布會中的液冷充電槍線價格2萬元/套，推算液冷充電槍成本約占充電樁成本21%，成為僅次于充電模塊的成本最高組件。預(yù)計隨著新能源快充車型保有量提升，2025 年我國高功率快充樁市場空間約1334 億元。

未來，液冷超充技術(shù)將持續(xù)加速滲透。大功率液冷超充技術(shù)的發(fā)展與布局，任重而道遠。這其中需要車企、電池企業(yè)、樁企等多方配合，只有這樣才能更好地助力中國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步推進有序充電和V2G，助力節(jié)能減排、低碳綠色發(fā)展，加速實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標。