近日，華為推出全球首個(gè)百兆瓦級重卡超充站，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界首個(gè)全液冷架構(gòu)下2400A的持續(xù)大功率輸出，充電效率達(dá)到傳統(tǒng)方案的4倍。
該超充方案匹配“3.5C”超充電池，僅需15分鐘即可為搭載400度電的重卡補(bǔ)充80%電量，真正實(shí)現(xiàn)“充電5分鐘，行駛百公里”的高效體驗(yàn)。
除了充電端的突破，華為還通過“智能光伏+構(gòu)網(wǎng)型儲能”構(gòu)建起“源網(wǎng)荷儲”一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)既可獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行，降低對公共電網(wǎng)的負(fù)荷依賴，又能以虛擬電廠（VPP）形式參與電網(wǎng)調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)電力的峰谷差價(jià)套利，進(jìn)一步提升超充站的整體經(jīng)濟(jì)收益。
這也意味著，超充不再是單一的補(bǔ)能設(shè)施，超充正演進(jìn)為“車—樁—網(wǎng)”協(xié)同互動(dòng)的智慧能源節(jié)點(diǎn)。
01 多方入局超充，超充網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加速
得益于超充技術(shù)的可行性與超充商業(yè)模式的清晰，今年以來，充電模塊運(yùn)營商、設(shè)備企業(yè)及整車廠商紛紛加速超充領(lǐng)域布局，兆瓦級超充網(wǎng)絡(luò)正在全國多省市迅速落地。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2024年上半年，華為、星星充電、特來電、永聯(lián)科技、盛宏股份等企業(yè)相繼推出重卡專用超充產(chǎn)品，上海、東莞、重慶等城市也積極加入重卡超充基建網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中。
兆瓦級超充網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，離不開國產(chǎn)大功率充電模塊技術(shù)的成熟與突破。
在國內(nèi)市場，一批技術(shù)領(lǐng)先的充電模塊企業(yè)構(gòu)成了這一領(lǐng)域的中堅(jiān)力量。專業(yè)充電模塊電源制造商，如英可瑞和盛弘股份，專注于為整機(jī)廠商提供核心功率單元。
它們推出的30kW及40kW高密度充電模塊已成為市場主流。這些充電模塊普遍采用第三代半導(dǎo)體碳化硅技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超過96%的峰值效率，這不僅意味著更低的能量損耗，也直接減輕了系統(tǒng)的散熱壓力。
同時(shí)，其IP67的防護(hù)等級和全灌膠工藝確保了充電模塊在戶外惡劣環(huán)境下仍能穩(wěn)定可靠地長期運(yùn)行。
30kW液冷汽車充電模塊 圖/英可瑞
另一家充電模塊代表企業(yè)優(yōu)優(yōu)綠能則以其數(shù)字化控制的充電模塊產(chǎn)品著稱，通過智能化的管理策略優(yōu)化全負(fù)載區(qū)間的效率，并積極獲得全球認(rèn)證，助力中國超充基礎(chǔ)設(shè)施走向世界。
除了獨(dú)立的專業(yè)供應(yīng)商，采用垂直整合模式的超充整機(jī)巨頭也深刻影響著產(chǎn)業(yè)格局。華為數(shù)字能源將其在數(shù)字與電力電子領(lǐng)域的技術(shù)積累發(fā)揮得淋漓盡致，其自研的HiCharger充電模塊最大的特色在于創(chuàng)新性地引入了全液冷技術(shù)。
40kW充電模塊 圖/華為
該技術(shù)不僅應(yīng)用于充電槍線，更深入至充電模塊內(nèi)部，使得散熱能力極大提升，保證了充電模塊在高溫、高負(fù)荷下的持續(xù)大功率輸出能力，并顯著降低了運(yùn)行噪音。
而國內(nèi)主要的充電模塊運(yùn)營商，如特來電和星星充電，基于其海量的實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)和對場景的深度理解，也紛紛投入自研充電模塊的開發(fā)。
它們的充電模塊產(chǎn)品與自身強(qiáng)大的充電堆系統(tǒng)和云平臺深度耦合，在頻繁啟停、大功率連續(xù)運(yùn)行等苛刻工況下進(jìn)行了特殊優(yōu)化，旨在追求充電模塊全生命周期的綜合成本最優(yōu)與運(yùn)營效率最高。
縱觀這些國產(chǎn)充電模塊電源，幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)定義了其核心競爭力：
充電模塊功率等級正從30kW向40kW乃至更高邁進(jìn)；充電模塊效率的每一個(gè)百分點(diǎn)提升都關(guān)乎巨大的運(yùn)營成本；充電模塊的功率密度直接決定了超充樁的體積與占地面積；而液冷等先進(jìn)散熱技術(shù)的應(yīng)用，正成為下一代超充技術(shù)演進(jìn)的重要方向。
02 從材料到工藝，電感變壓器面臨何種難題
在充電模塊電源向著更高功率、更高效率、更大密度和液冷散熱演進(jìn)的過程中，充電模塊內(nèi)部的電感變壓器正面臨著前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
功率密度方面，目前充電模塊功率密度可以達(dá)到60W/in³，并且向100W/in³邁進(jìn)。功率密度的提高要求電感變壓器必須在更小的體積內(nèi)承擔(dān)更強(qiáng)的電磁應(yīng)力，這就對磁芯材料提出了苛刻要求：
必須采用具有更高飽和磁通密度的新型合金，如納米晶、非晶或先進(jìn)軟磁復(fù)合材料。這些材料能在微小尺寸下承受極強(qiáng)的磁化力而不飽和，成為實(shí)現(xiàn)小型大功率設(shè)計(jì)的基石。
納米晶磁芯 圖/佳友
同時(shí)，繞組需要承受更大的電流，其絕緣材料和工藝必須提供極高的可靠性，防止在高熱和高應(yīng)力的雙重作用下發(fā)生擊穿。
效率方面，對效率的極致追求，則將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向了嚴(yán)格的損耗控制。變壓器、電感器的鐵損和銅損是系統(tǒng)總損耗的主要來源。
充電模塊為提升功率密度而走向高頻化，特別是采用第三代半導(dǎo)體材料后，開關(guān)頻率可達(dá)100kHz，傳統(tǒng)鐵氧體材料的損耗會(huì)急劇增加，變得難以接受。
與此同時(shí)，為對抗高頻下的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，傳統(tǒng)繞組被利茲線或平面化的PCB繞組所取代，通過優(yōu)化電流分布來顯著降低銅損。
液冷散熱方面，液冷技術(shù)的應(yīng)用要求變壓器、電感器的設(shè)計(jì)思維從“電設(shè)計(jì)”全面轉(zhuǎn)向“電-熱協(xié)同設(shè)計(jì)”。
充電模塊元器件的底部需要為與冷板接觸而優(yōu)化，追求極低的熱阻。更為關(guān)鍵的是，高導(dǎo)熱率的環(huán)氧樹脂或硅膠被用于對電感變壓器進(jìn)行整體灌封。
這一工藝不僅能將充電模塊內(nèi)部熱點(diǎn)的熱量快速導(dǎo)向外殼，再通過液冷系統(tǒng)帶走，還同時(shí)增強(qiáng)了元件的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性和環(huán)境防護(hù)能力。材料的兼容性與長期穩(wěn)定性成為了充電模塊必須考量的因素。
03 華東電子峰會(huì)將帶來一站式解決方案
面對這些嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)，行業(yè)將如何破局？新材料與新設(shè)計(jì)的解決方案路在何方？
將于11月14號召開的2025’第七屆中國數(shù)字電源關(guān)鍵元器件應(yīng)用創(chuàng)新峰會(huì)（華東站）將聚焦于此，邀請充電樁產(chǎn)業(yè)鏈各方的權(quán)威專家，共同分享與探討最新的解決方案與發(fā)展趨勢。
峰會(huì)將設(shè)置四大分會(huì)場，涵蓋光儲充一體化關(guān)鍵元器件技術(shù)創(chuàng)新研討會(huì)、800V超充與三代半技術(shù)研討會(huì)論壇、AI服務(wù)器電源與大功率電源技術(shù)研討會(huì)和鋰電BMS技術(shù)創(chuàng)新研討會(huì)。
四大論壇全方位覆蓋數(shù)字電源及關(guān)聯(lián)領(lǐng)域的創(chuàng)新方向，助力參會(huì)企業(yè)把握不同場景下的技術(shù)趨勢與市場機(jī)會(huì)。
其中，800V超充與三代半技術(shù)研討會(huì)論壇的議題與兆瓦超充模塊電源領(lǐng)域電感變壓器存在的技術(shù)痛點(diǎn)高度契合。
研討會(huì)將聚焦“充電模塊功率提升”、“超充樁熱管理方案”、“電源磁集成技術(shù)”等熱門議題，邀請這些領(lǐng)域的權(quán)威專家與頭部企業(yè)高級工程師分享前沿技術(shù)實(shí)踐，為器件企業(yè)提供從需求到落地的全鏈路參考。 |
