9月13日，國(guó)家工業(yè)和信息化部公告表示，近日，由工業(yè)和信息化部提出、全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口的GB/T 20234.1-2023《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分：通用要求》和GB/T 20234.3-2023《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》兩項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。
新標(biāo)準(zhǔn)在沿用我國(guó)現(xiàn)行直流充電接口技術(shù)方案、保障新老充電接口通用兼容的同時(shí)，將最大充電電流從250安培提高至800安培、充電功率提升至800千瓦，增加了主動(dòng)冷卻、溫度監(jiān)測(cè)等相關(guān)技術(shù)要求，優(yōu)化完善了機(jī)械性能、鎖止裝置、使用壽命等試驗(yàn)方法。
工信部指出，充電標(biāo)準(zhǔn)是保障電動(dòng)汽車(chē)與充電設(shè)施互聯(lián)互通以及安全可靠充電的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程增加、動(dòng)力電池充電倍率提升，消費(fèi)者對(duì)車(chē)輛快速補(bǔ)充電能的需求日益強(qiáng)烈，以“大功率直流充電”等為代表的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新需求不斷涌現(xiàn)，加快修訂完善原有充電接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)普遍共識(shí)。
根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)發(fā)展和快速補(bǔ)電需求，工業(yè)和信息化部組織全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)完成了兩項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原有2015年版國(guó)標(biāo)方案的全新升級(jí)（俗稱(chēng)“2015+”標(biāo)準(zhǔn)），有利于進(jìn)一步提升傳導(dǎo)充電連接裝置的環(huán)境適應(yīng)性、安全性和可靠性，并同時(shí)滿(mǎn)足直流小功率、大功率充電等實(shí)際需要。
下一步，工業(yè)和信息化部將組織相關(guān)單位深入做好兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)宣傳推廣和貫徹實(shí)施工作，促進(jìn)大功率直流充電等技術(shù)的推廣應(yīng)用，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。充電慢是一直以來(lái)是電動(dòng)車(chē)行業(yè)的核心痛點(diǎn)。
據(jù)東吳證券的一項(xiàng)報(bào)告，2021年支持快充的熱銷(xiāo)車(chē)型平均理論充電倍率約為 1C（C代表著電池系統(tǒng)充電倍率，通俗來(lái)說(shuō)，就是1C充電可在60min將電池系統(tǒng)電量充滿(mǎn)），即實(shí)現(xiàn) SOC30%-80%需要充電約30分鐘、續(xù)航約219km（NEDC 標(biāo)準(zhǔn)）。
而在實(shí)踐中，大部分純電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn) SOC30%-80%需要充電40-50分鐘、可行駛約150-200km。若加上進(jìn)出充電站的時(shí)間（約10分鐘），純電動(dòng)車(chē)花費(fèi)約1小時(shí)的充電時(shí)間僅能在高速路行駛約 1個(gè)多小時(shí)。
大功率直流充電等技術(shù)的推廣應(yīng)用，未來(lái)一方面需要充電網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步升級(jí)。國(guó)家科學(xué)技術(shù)部此前介紹，目前我國(guó)已建成充電設(shè)備數(shù)量最多、覆蓋面積最大的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。新增公共充電設(shè)施多數(shù)以120kW以上直流快充設(shè)備為主，私人領(lǐng)域7kW交流慢充樁成為標(biāo)配，專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了直流快充方式的應(yīng)用普及，公共充電設(shè)施具有云平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，APP尋樁及線上支付已普及應(yīng)用，大功率充電、小功率直流充電、自動(dòng)充電連接和有序充電等新技術(shù)正逐步產(chǎn)業(yè)化。
未來(lái)，科學(xué)技術(shù)部將重點(diǎn)在車(chē)樁云互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)、充電設(shè)施規(guī)劃方法與有序充電管理技術(shù)、大功率無(wú)線充電關(guān)鍵技術(shù)、動(dòng)力電池快速更換關(guān)鍵技術(shù)等高效協(xié)同充換電關(guān)鍵技術(shù)及裝備方面強(qiáng)化科技攻關(guān)。
另一方面，大功率直流充電，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件——動(dòng)力電池性能提出了更高要求。
據(jù)東吳證券的分析，首先，提高電池的充電倍率和提高能量密度的原理相違背，因?yàn)楦弑堵室箅姵卣?fù)極材料顆粒更小，高能量密度要求正負(fù)極材料顆粒更大。
其次，大功率狀態(tài)的高倍率充電會(huì)給電池帶來(lái)更為嚴(yán)重的析鋰副反應(yīng)和產(chǎn)熱效應(yīng)，造成電池的安全性降低。
其中，電池負(fù)極材料為快充主要限制因素。這是由于負(fù)極石墨由石墨烯片制成，鋰離子通過(guò)邊緣進(jìn)入薄片，因此在快速充電的過(guò)程中負(fù)極很快達(dá)到吸收離子能力的極限，鋰離子開(kāi)始在石墨顆粒頂部形成固體金屬鋰，即產(chǎn)生析鋰副反應(yīng)。析鋰會(huì)減少負(fù)極可供鋰離子嵌入的有效面積，一方面降低電池容量、增加內(nèi)阻、減少壽命，另一方面界面晶體生長(zhǎng)，刺破隔膜，影響安全性。
榮盛盟固利新能源科技股份有限公司的吳寧寧教授等人此前也撰文指出，要提高動(dòng)力電池的快充能力，需要提高電池正極材料鋰離子遷移速度、加快鋰離子嵌入負(fù)極材料的速度、提高電解液離子導(dǎo)電性、選擇快充型隔膜、提高電極離子和電子導(dǎo)電性以及選擇合適的充電策略。
不過(guò)，令消費(fèi)者可以期待的是，從去年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了在快充電池上的發(fā)力和布局。今年8月，龍頭寧德時(shí)代發(fā)布的基于正極磷酸鐵鋰體系的4C神行超充電池（4C即電池能夠在四分之一個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿(mǎn)），能夠?qū)崿F(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”的超快充速度。常溫狀態(tài)下，電池10分鐘可充至80%SOC。同時(shí)，寧德時(shí)代在系統(tǒng)平臺(tái)上采用電芯溫控技術(shù)，低溫環(huán)境下可以快速加熱到最佳工作溫度區(qū)間，即使在-10℃低溫環(huán)境下也可實(shí)現(xiàn)30分鐘充至80%，而且在低溫虧電狀態(tài)下零百加速不衰減。
據(jù)寧德時(shí)代介紹，神行超充電池將在年內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)，并率先應(yīng)用于阿維塔車(chē)型。
而寧德時(shí)代基于三元鋰正極材料的4C麒麟快充電池，也在今年首先落地理想純電車(chē)型后，又在近日落地極氪豪華獵裝超跑001FR。
除了寧德時(shí)代，國(guó)內(nèi)的其他電池企業(yè)中，中創(chuàng)新航在800V高壓快充領(lǐng)域布局了方形和大圓柱兩條路線，方形電池支持4C快充，大圓柱電池支持6C快充。方形電池方案上，中創(chuàng)新航為小鵬G9提供基于800V高壓平臺(tái)研制的全新一代快充鐵鋰電池和中鎳高壓三元電池，實(shí)現(xiàn)20分鐘從10%-80%SOC。
蜂巢能源則在2022年發(fā)布了龍鱗甲電池，電池可兼容鐵鋰、三元、無(wú)鈷等全化學(xué)體系方案，覆蓋1.6C-6C快充體系，可搭載在A00-D級(jí)系列車(chē)型，定點(diǎn)車(chē)型有望于2023年四季度量產(chǎn)。
億緯鋰能則在2023年發(fā)布大圓柱電池π系統(tǒng)，電池的“π”型冷卻技術(shù)能夠解決電池快充發(fā)熱問(wèn)題，其46系大圓柱電池有望于2023年三季度量產(chǎn)交付。
今年8月，欣旺達(dá)公司也對(duì)投資者表示，目前公司針對(duì)BEV市場(chǎng)推出的“閃充”電池可適配800V高壓及400V常壓系統(tǒng)。超級(jí)快充4C電池產(chǎn)品已經(jīng)在第一季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。4C—6C“閃充”電池開(kāi)發(fā)進(jìn)展順利，全場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)10分鐘續(xù)航400公里。
新標(biāo)準(zhǔn)在沿用我國(guó)現(xiàn)行直流充電接口技術(shù)方案、保障新老充電接口通用兼容的同時(shí)，將最大充電電流從250安培提高至800安培、充電功率提升至800千瓦，增加了主動(dòng)冷卻、溫度監(jiān)測(cè)等相關(guān)技術(shù)要求，優(yōu)化完善了機(jī)械性能、鎖止裝置、使用壽命等試驗(yàn)方法。
工信部指出，充電標(biāo)準(zhǔn)是保障電動(dòng)汽車(chē)與充電設(shè)施互聯(lián)互通以及安全可靠充電的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程增加、動(dòng)力電池充電倍率提升，消費(fèi)者對(duì)車(chē)輛快速補(bǔ)充電能的需求日益強(qiáng)烈，以“大功率直流充電”等為代表的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新需求不斷涌現(xiàn)，加快修訂完善原有充電接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)普遍共識(shí)。
根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)發(fā)展和快速補(bǔ)電需求，工業(yè)和信息化部組織全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)完成了兩項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原有2015年版國(guó)標(biāo)方案的全新升級(jí)（俗稱(chēng)“2015+”標(biāo)準(zhǔn)），有利于進(jìn)一步提升傳導(dǎo)充電連接裝置的環(huán)境適應(yīng)性、安全性和可靠性，并同時(shí)滿(mǎn)足直流小功率、大功率充電等實(shí)際需要。
下一步，工業(yè)和信息化部將組織相關(guān)單位深入做好兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)宣傳推廣和貫徹實(shí)施工作，促進(jìn)大功率直流充電等技術(shù)的推廣應(yīng)用，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。充電慢是一直以來(lái)是電動(dòng)車(chē)行業(yè)的核心痛點(diǎn)。
據(jù)東吳證券的一項(xiàng)報(bào)告，2021年支持快充的熱銷(xiāo)車(chē)型平均理論充電倍率約為 1C（C代表著電池系統(tǒng)充電倍率，通俗來(lái)說(shuō)，就是1C充電可在60min將電池系統(tǒng)電量充滿(mǎn)），即實(shí)現(xiàn) SOC30%-80%需要充電約30分鐘、續(xù)航約219km（NEDC 標(biāo)準(zhǔn)）。
而在實(shí)踐中，大部分純電動(dòng)車(chē)實(shí)現(xiàn) SOC30%-80%需要充電40-50分鐘、可行駛約150-200km。若加上進(jìn)出充電站的時(shí)間（約10分鐘），純電動(dòng)車(chē)花費(fèi)約1小時(shí)的充電時(shí)間僅能在高速路行駛約 1個(gè)多小時(shí)。
大功率直流充電等技術(shù)的推廣應(yīng)用，未來(lái)一方面需要充電網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步升級(jí)。國(guó)家科學(xué)技術(shù)部此前介紹，目前我國(guó)已建成充電設(shè)備數(shù)量最多、覆蓋面積最大的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。新增公共充電設(shè)施多數(shù)以120kW以上直流快充設(shè)備為主，私人領(lǐng)域7kW交流慢充樁成為標(biāo)配，專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了直流快充方式的應(yīng)用普及，公共充電設(shè)施具有云平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，APP尋樁及線上支付已普及應(yīng)用，大功率充電、小功率直流充電、自動(dòng)充電連接和有序充電等新技術(shù)正逐步產(chǎn)業(yè)化。
未來(lái)，科學(xué)技術(shù)部將重點(diǎn)在車(chē)樁云互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)、充電設(shè)施規(guī)劃方法與有序充電管理技術(shù)、大功率無(wú)線充電關(guān)鍵技術(shù)、動(dòng)力電池快速更換關(guān)鍵技術(shù)等高效協(xié)同充換電關(guān)鍵技術(shù)及裝備方面強(qiáng)化科技攻關(guān)。
另一方面，大功率直流充電，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵零部件——動(dòng)力電池性能提出了更高要求。
據(jù)東吳證券的分析，首先，提高電池的充電倍率和提高能量密度的原理相違背，因?yàn)楦弑堵室箅姵卣?fù)極材料顆粒更小，高能量密度要求正負(fù)極材料顆粒更大。
其次，大功率狀態(tài)的高倍率充電會(huì)給電池帶來(lái)更為嚴(yán)重的析鋰副反應(yīng)和產(chǎn)熱效應(yīng)，造成電池的安全性降低。
其中，電池負(fù)極材料為快充主要限制因素。這是由于負(fù)極石墨由石墨烯片制成，鋰離子通過(guò)邊緣進(jìn)入薄片，因此在快速充電的過(guò)程中負(fù)極很快達(dá)到吸收離子能力的極限，鋰離子開(kāi)始在石墨顆粒頂部形成固體金屬鋰，即產(chǎn)生析鋰副反應(yīng)。析鋰會(huì)減少負(fù)極可供鋰離子嵌入的有效面積，一方面降低電池容量、增加內(nèi)阻、減少壽命，另一方面界面晶體生長(zhǎng)，刺破隔膜，影響安全性。
榮盛盟固利新能源科技股份有限公司的吳寧寧教授等人此前也撰文指出，要提高動(dòng)力電池的快充能力，需要提高電池正極材料鋰離子遷移速度、加快鋰離子嵌入負(fù)極材料的速度、提高電解液離子導(dǎo)電性、選擇快充型隔膜、提高電極離子和電子導(dǎo)電性以及選擇合適的充電策略。
不過(guò)，令消費(fèi)者可以期待的是，從去年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了在快充電池上的發(fā)力和布局。今年8月，龍頭寧德時(shí)代發(fā)布的基于正極磷酸鐵鋰體系的4C神行超充電池（4C即電池能夠在四分之一個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿(mǎn)），能夠?qū)崿F(xiàn)“充電10分鐘，續(xù)航400公里”的超快充速度。常溫狀態(tài)下，電池10分鐘可充至80%SOC。同時(shí)，寧德時(shí)代在系統(tǒng)平臺(tái)上采用電芯溫控技術(shù)，低溫環(huán)境下可以快速加熱到最佳工作溫度區(qū)間，即使在-10℃低溫環(huán)境下也可實(shí)現(xiàn)30分鐘充至80%，而且在低溫虧電狀態(tài)下零百加速不衰減。
據(jù)寧德時(shí)代介紹，神行超充電池將在年內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)，并率先應(yīng)用于阿維塔車(chē)型。
而寧德時(shí)代基于三元鋰正極材料的4C麒麟快充電池，也在今年首先落地理想純電車(chē)型后，又在近日落地極氪豪華獵裝超跑001FR。
除了寧德時(shí)代，國(guó)內(nèi)的其他電池企業(yè)中，中創(chuàng)新航在800V高壓快充領(lǐng)域布局了方形和大圓柱兩條路線，方形電池支持4C快充，大圓柱電池支持6C快充。方形電池方案上，中創(chuàng)新航為小鵬G9提供基于800V高壓平臺(tái)研制的全新一代快充鐵鋰電池和中鎳高壓三元電池，實(shí)現(xiàn)20分鐘從10%-80%SOC。
蜂巢能源則在2022年發(fā)布了龍鱗甲電池，電池可兼容鐵鋰、三元、無(wú)鈷等全化學(xué)體系方案，覆蓋1.6C-6C快充體系，可搭載在A00-D級(jí)系列車(chē)型，定點(diǎn)車(chē)型有望于2023年四季度量產(chǎn)。
億緯鋰能則在2023年發(fā)布大圓柱電池π系統(tǒng)，電池的“π”型冷卻技術(shù)能夠解決電池快充發(fā)熱問(wèn)題，其46系大圓柱電池有望于2023年三季度量產(chǎn)交付。
今年8月，欣旺達(dá)公司也對(duì)投資者表示，目前公司針對(duì)BEV市場(chǎng)推出的“閃充”電池可適配800V高壓及400V常壓系統(tǒng)。超級(jí)快充4C電池產(chǎn)品已經(jīng)在第一季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。4C—6C“閃充”電池開(kāi)發(fā)進(jìn)展順利，全場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)10分鐘續(xù)航400公里。
