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液冷超充：新能源车重要技术趋势，产业格局全景梳理

不见利就追

公社达人

2023-11-26 09:56:15

深圳近日发布了《深圳市新能源汽车超充设施专项规划（2023—2025年）》，明确了深圳打造“超充之城”的建设蓝图。该规划不仅对超充设施的数量和分布进行了具体的规划，还提出了建设“超充/加油”比例达到1:1的目标，并计划在2023年年底前建成不少于150座公用超充站。到2025年，深圳市计划建设超充站300座，初步建成超充之城。

广州计划到2024年基本建成“超充之都”，全市充换电设施服务能力达到约400万千瓦，建成超级快充站约1000座，实现1.5km半径覆盖，找站时间减少到5分钟以内。

而海南则提出了建设“超充之岛”的计划，计划在2025年实现高速公路服务区和乡镇全面覆盖，建成超400座超充站，合力构筑“XFC极速充电”岛屿生态圈。

液冷技术的运用也将随着快充技术的发展而得到更广泛的运用。当前充电桩企业和车企已经开始发布液冷超充产品，这将对充电设备的散热能力提出更高的要求。

据华为预测，未来几年内为了满足高压快充的需求，行业将需要增加98万台1000V高压直流桩。机构预计，到2025年，超充站保有量渗透率将达到公共充电站的17%左右，形成500亿元的市场空间。

01 液冷超充行业概览

液冷超充技术是一种前沿的充电解决方案，以其高效能量密度和瞬时充电特性著称，能显著缩短充电时间，并提高充电过程中的能源转化效率。

液冷超充的优势主要表现在以下几个方面：

大电流输出：液冷充电技术可以提供更大的电流，从而加快充电速度。快速充电：由于液冷的散热效果，可以支持高功率充电，从而缩短充电时间。

轻量设计：液冷充电设备由于其高效的散热性能，可以采用更轻巧的设计，方便用户使用。

液冷超充技术代表未来充电技术的重要方向，具有广阔的应用前景。

液冷超充工作原理：

资料来源：充换电研究院

目前，许多充电桩仍然采用风冷散热充电桩搭配液冷枪体的方式来实现“半液冷超充”。

这种模式在高功率下产生的热量较高，风冷无法满足桩体的散热需求，同时存在开关损耗高、易损坏、寿命受限和噪声大等缺点，使得其可靠性难以得到保障。

相比之下，液冷超充具有高可靠性和低噪音等优势。

其核心是液体冷却技术，通过该技术将电池产生的热量迅速带走，保持电池温度稳定，避免过热现象的发生。这不仅能提高电池的充电速度，还能延长电池的使用寿命。

与传统方案相比，全液冷设计提高了设备的可靠性，市电利用率提升了30%，使用寿命也超过了15年以上。

全液冷超充终端最大输出功率600kW，最大电流600A；一次充电成功率高达99%，可以匹配200-1000V充电范围所有车型。

02 华为引领国内液冷超充市场

在充电桩基础设施方面，目前特斯拉、华为等领先行业布局超充站，并持续进行技术升级。

根据特斯拉官方信息：1）2022年12月，特斯拉举办电动卡车Semi交付仪式，并发布采用液冷技术的V4充电桩。2）2023年3月，特斯拉在荷兰的Harderwijk开设了第一个V4超级充电站，并将于今年下半年建设和开放更多V4充电站，V4目前支持250kW的功率，并可支持后续更高功率及新功能的更新。

2023年开始，我国的液冷超充示范站逐步落地。

南网首个全液冷超充示范站于深圳投入运营，该超充站的最大功率达到600KW（600A，1000V）。

2023年4月，华为推出“新一代全液冷超充架构”的充电网络解决方案。

2023年10月，华为数字能源助力打造的全液冷超充站在川藏南线暨理塘、亚丁公路（四川段）沿线多地正式上线。

华为全液冷超充站：

华为全液冷超充是指充电主机以及超级充电终端均采用液冷技术。其液冷超充主机的功率达到，通过“功率池化和功率柔性智能分配技术”，支持超充、快充灵活配置，单枪最大功率可实现“一秒一公里”的极致充电体验。

华为全液冷超充站具有高达99%的一次充电成功率，能够匹配200-1000V的充电范围，适用于包括特斯拉、小鹏、理想等轿车以及货拉拉等商用车型。

华为发布全液冷超充架构，实现“一个架构、两个协同、三个极致”。

全液冷：通过液冷散热，使产品寿命达到10年；全模块化：打造单柜最大720kW，支持12路枪线输出；融合光储：通过智能削错锋，免电力扩容直流叠储效率提升2.5%；超快一体：实现全超充覆盖全功率段车型。

一体化液冷超充站具有削峰填谷、动态扩容、负荷管理、光储充联合控制的优势，或将成为未来发展方向。

华为全液冷超充架构：

资料来源：华为数字能源

液冷超充已成解决补能焦虑，实现快捷补能的必然趋势。华为入局将带动全产业链深度受益。

03 液冷超充产业链核心环节

液冷超充产业链上游原材料供应商是产业链的基础，提供液冷超充技术所需的关键原材料，如冷却液、管道、接头等。该环节主要厂商包括永贵电器、宝馨科技、协鑫能科和电连技术等。

充电桩设备元器件供应商代表企业有华为、中兴通讯、盛弘股份、通合科技、英飞源等。

设备制造商是产业链的核心环节之一，主要负责生产和制造液冷超充设备，包括充电桩、液冷管道、冷却设备等。国内代表性的企业有中鼎股份、银轮股份等。

充电运营商是直接面向用户提供充电服务的主体，主要负责充电设施的建设、运营和维护。

根据中国充电联盟数据，运营行业集中度逐渐趋于稳定，截至2023年6月，行业CR3为54.1%，特来电、星星充电、云快充、国家电网、小桔充电等运营商充电桩运营市占率排名靠前，龙头特来电、星星充电市占率在20%左右，地位保持稳定。

此外，充电桩生产和运营方存在业务重合部分，很多主流的充电桩企业采取“生产+运营”一体化模式，代表企业有盛弘股份、星星充电、科陆电子、中恒电气、科士达、万马股份等。

值得注意的是，在液冷高压快充环节中，充电桩液冷超充趋势的主要变化发生在枪线、模块这两个部分。因此，大功率直流桩占比高的整桩企业、液冷模块以及液冷枪线等技术升级方向值得重点关注。

液冷充电枪

大功率液冷充电枪采用了在充电线缆中设置液冷管道的创新设计。

通过电子泵驱动冷却液流动，能有效地带走线缆产生的热量，从而实现更大的充电电流和更低的温度上升。与此同时，线缆的线芯截面积较小，这也有助于提高充电效率。

为了实现高效的冷却效果，液冷充电枪还需要配备专门的冷却单元，包括水箱、水泵、散热器和风扇等关键部件。

水泵驱动冷却液在枪线中循环，将热量传至散热器，风扇将热量吹散，以确保系统温度维持在理想范围内。这种设计使得液冷充电枪能实现比常规自然冷却充电枪更高的载流量。

大功率液冷充电枪不仅提升了充电速度和装备轻量性，还确保了低热量和高安全性，是未来电动汽车充电设备的重要发展方向。

液冷直流充电枪图示：

资料来源：汽车邦EV

液冷充电线

新能源汽车的渗透率提升受到充电效率的影响。大功率充电设备可以增大充电电流，但这也导致接触端子及线缆的发热量快速增加，从而损害电子元件。

虽然可以通过增大电缆线芯截面积来降低发热，但这样做也会带来线缆过重等问题。

传统的250A国标充电枪通常采用80mm2的电缆，导致充电枪整体重量较大且不易弯曲。相比之下，液冷充电枪内部有电缆和水管，使用较小的线芯，如500A液冷充电枪通常使用35mm2的电缆，比常规充电枪轻30%~40%。

这种设计降低了发热并提高了充电效率，同时减轻了充电枪的重量，使其更便于使用。

国内布局液冷大功率快充枪的主要厂商包括永贵电器（充电电流可达600A，电压达1000V）；中航光电（充电电流可达500A，电压达1000V，实现500KW功率输出）；沃尔核材（产品电流范围250A-800A）；日丰股份（产品电流最大可达1000A）。

液冷充电模块

由于液冷散热模式的充电电压更高，而充电模块如果继续使用IGBT芯片，损耗会过高，因此更适合采用SiC芯片。

除了效率上的提升，液冷模块的防护等级也更高，进一步增强了产品的稳定性和持久性。

在液冷充电模块的市场上，主要厂商包括威迈斯等；在功率器件环节，主要布局的厂商有宏微科技、中芯集成、士兰微等；磁性元件方面，可立克、京泉华、伊戈尔等厂商是市场主要参与者。

液冷充电模块散热原理：

资料来源：优优绿能

超充电池方面，今年8月宁德时代发布的全球首款磷酸铁锂4C超充电池，即神行电池，可实现“充电10分钟，续航400公里”。宁德时代称，神行电池将在今年底量产、明年一季度装车。4C充电相关厂商还包括三安光电、纳芯微、法拉电子、可立克等。

布局液冷超充产业链上下游代表厂商还包括协鑫能科、宝馨科技、利和兴、金冠股份、双杰电气、飞龙股份、远东股份、鑫宏业、万马股份、金杯电工、许继电气等。

根据《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》的统计数据，72%的电动汽车用户更倾向于使用120kw及以上大功率的充电桩。然而，当前快充桩和超充桩的比例相对较低。以新能源汽车保有量最大的上海市为例，截至2023年2月底，120kW以上的快充直流电枪仅有10875个，占整体充电设施的比例仅为6.59%。

据中国充电联盟数据，2023年10月比9月公共充电桩增加6.3万台，10月同比增长50.3%。截至2023年10月，联盟内成员单位总计上报公共充电桩252.5万台，其中直流充电桩109万台、交流充电桩143.5万台。从2022年11月到2023年10月，月均新增公共充电桩约7万台。

中国为全球最大新能源车市场，新能源汽车渗透率及保有量持续大幅增长，带动充电桩市场需求旺盛。在此背景下，液冷超充技术的诞生为电动汽车产业带来新机遇，不仅能有效解决电动汽车充电难的问题，还能显著提高充电效率，进一步推动电动汽车产业的发展和普及。

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