Por que a Huawei pode construir 100{1}} pilhas de carregamento superlotadas por ano?

Em março do ano passado, a Huawei, juntamente com o Conselho de Eletricidade da China, a Associação China Electric Vehicle 100 e outras organizações, divulgaram um relatório sobre o desenvolvimento da indústria de carregamento rápido de alta tensão da China (2023-2025).
Olhando agora, o relatório da Huawei, que discute a tendência de desenvolvimento e as perspectivas de aplicação da tecnologia de carregamento rápido de alta tensão, de certa forma abre o caminho para o seu próprio negócio de superalimentação.

Nove meses depois, na Conferência Mundial de Veículos de Nova Energia de 2023, a Huawei finalmente deu um grande passo: até o final de 2024, fornecerá mais de 100,{3}} equipamentos de superalimentação totalmente refrigerados a líquido, 700,{{6 }} armas de carregamento público, cobrindo 340 cidades em todo o país, e construir mais de 4.500 estações de superalimentação de alta velocidade.

Você deve saber que a pilha de superalimentação com refrigeração líquida da Huawei só ficou offline em outubro do ano passado e atualmente cobre apenas 300 estações, correspondendo a milhares de armas de carga menores. Além disso, a expectativa do mercado era construir 10.{3}} unidades em 2024, um aumento de 10-vezes que realmente chocou a indústria.

A título de comparação, a NIO, que possui o maior número de pilhas de carregamento na China, construiu um total de 20.455 pilhas de carregamento até o final de 2023, das quais apenas 9.300 são pilhas de sobrealimentação; A joint venture entre BMW e Mercedes-Benz planeja construir cerca de 7,{7}} pilhas de superalimentação na China até 2026. Tesla, a empresa número 1 do mundo, tem um total de 55,000 pilhas de superalimentação como de 2023.

Em outras palavras, a Huawei não apenas deixará para trás as novas forças e os veículos petrolíferos tradicionais, mas também tirará a Tesla do cavalo em um ano, será que consegue?

1.O que é Supercarga?
Antes de discutir se a Huawei pode fazer isso, vamos explicar o que é superalimentação.

De acordo com a duração do tempo de carregamento, as pilhas de carregamento de veículos elétricos podem ser divididas em três categorias: carregamento lento, carregamento rápido e sobrecarga. A diferença está na tensão e na potência, por exemplo, a tensão de entrada do carregamento lento é de 220V e a potência de carregamento é principalmente de 7kW, enquanto o carregamento rápido sobe para 380V e 60kW.

A sobrealimentação utiliza a mesma corrente contínua que o carregamento rápido, mas com mais potência e tempos de carregamento mais curtos. A sobrecarga é geralmente definida na indústria como: uma única potência de carregamento de arma não inferior a 350kW, a tensão máxima de saída não inferior a 1000V e a corrente de carga contínua não inferior a 400A.

De modo geral, a pilha de superalimentação trifásica de 120kW-360kW pode carregar totalmente a bateria com capacidade de 40kWh em apenas 10-20 minutos, enquanto a pilha de carga lenta monofásica de 7,2kW leva 6 horas, a diferença não é óbvio.

A disparidade leva a uma demanda unilateral do usuário.

De acordo com o "Livro Branco de 2022 sobre o comportamento de carregamento dos usuários de veículos elétricos chineses", divulgado pela China Charging Alliance e Nenglian Zhidian, até 72% dos usuários escolhem instalações de carregamento de alta potência de 120 kW e superiores durante o carregamento, e apenas 2% dos usuários escolhem instalações de carregamento abaixo de 30kW.

No entanto, as pilhas de carregamento que foram construídas até agora são principalmente de carregamento lento de baixa potência, e a participação de mercado de pilhas de alta potência com mais de 150 kW de pilhas de carregamento CC públicas na China em 2022 será de apenas 5%.

A principal razão para a falta de infraestrutura de carregamento rápido de alta potência é que existem poucos modelos correspondentes. Dos 6,887 milhões de novos veículos de energia vendidos em 2022, apenas cerca de 500,{5}}V modelos de carregamento rápido de alta tensão serão vendidos.

A partir de 2023, modelos de carregamento rápido de alta tensão de 800 V serão lançados em conjunto. A Huaan Securities estimou anteriormente que as vendas de modelos de carregamento rápido de alta tensão em 2023 serão de cerca de 1,21 milhão de unidades, representando 21% dos veículos elétricos puros. Ou seja, 1 em cada 5 veículos elétricos puros é um modelo de carregamento rápido de alta tensão.

Teoricamente, os modelos de alta tensão de 800 V listados intensamente podem trazer uma sobrealimentação, mas na verdade o efeito é limitado, em 31 de dezembro de 2023, ZEEKR, NIO, Xiaopeng e Ideal somavam apenas 3,861.

A razão para o lento progresso é, por um lado, que o custo das estações de superalimentação autoconstruídas pelas montadoras é muito alto, por outro lado, assim como não há algodão nos marshmallows, não há peixe no peixe carne desfiada com sabor e os modelos de alta tensão de 800 V que as montadoras estão promovendo também são aguados.

O chamado 800V não é um valor preciso, mas sim um valor intermediário, que se refere à arquitetura de alta tensão de todo o veículo com faixa de tensão de 550V-930V existente no mercado, cobrindo um conjunto completo de componentes de alta tensão, como sistema de bateria, sistema de acionamento elétrico, sistema de carregamento e dispositivos de energia.

Portanto, modelos com tensão nominal de 551V para baterias de alimentação como o Xpeng G6 também podem ser considerados como uma linha de pressão para entrar no campo de 800V, mas a tensão nominal de apenas 530V está aberta à discussão.
Além disso, a maioria dos modelos de alta tensão de 800V são equipados com boosters, como NIO NT3.0, Li MEGA e Zhiji LS6, que apresentam uma pilha de carregamento universal de 500V compatível com versões anteriores.

Embora os parâmetros sejam descontados, o modelo de 800V ainda é mais eficiente que o modelo de 400V. Por exemplo, o Xpeng G6 pode atingir uma tensão de 580 V, uma corrente de 492 A e uma potência de 285 kW em sua própria pilha de carregamento ultrarrápido; Na pilha padrão nacional de terceiros, a tensão é 558V, a corrente é 250A e a potência é 140kW.

Isso significa que mesmo em pilhas de carregamento de terceiros, a velocidade geral de carregamento é duas vezes mais rápida que a dos modelos de 400V. Com o lançamento de mais modelos de alta tensão de 800 V, o grupo de usuários de veículos elétricos passou de usuários pioneiros para usuários de massa, e a principal demanda dos consumidores mudou do alcance de cruzeiro para a eficiência de reposição de energia e a colocação de mais pilhas de carregamento que o suporte ao carregamento ultrarrápido foi colocado na agenda.

2.Por que é difícil pousar?

Logo após o lançamento do Zhijie S7, ficou feliz em mencionar um apelido - “carro elétrico que só pode adicionar 95 gasolina”, porque o carro só suporta carregamento rápido acima de 750V e não pode se adaptar a pilhas de baixa tensão de 500V.

A razão para a falta de compatibilidade com versões anteriores,A resposta do atendimento ao cliente é que Zhijie S7 usa uma gama completa de plataformas de alta tensão de 800V.Especula-se que o custo pode ser limitado, então o booster é castrado.

Isso também permite que o mundo exterior associe a construção de estacas da Huawei à construção de automóveis.

De acordo com o pensamento da Huawei, a lógica de negócios da construção de estacas é a mesma da construção de um carro e, em vez de construir estacas em si, ajuda os operadores a construírem bem as estacas. O objetivo das estações autoconstruídas na fase inicial é principalmente fornecer um modelo para a indústria e, na fase posterior, é necessário cooperar com operadoras como State Grid, China Southern Power Grid e chamadas especiais.

Em essência, o papel da Huawei é ser um exportador de soluções técnicas e também pode acompanhar uma onda de “dividendos de infraestrutura”.

Na licitação de pilhas de carregamento rápido da State Grid, a proporção de pilhas de carregamento de 80kW diminuiu de 63% em 2020 para 37% em 2022, enquanto 160kW e 240kW aumentaram de 35% e 1% para 57% e 4%, respectivamente.

Nesse caso, o plano de pilha de 100{1}} superalimentação da Huawei parece um negócio infalível. Ela pode não apenas exportar a solução de superalimentação com refrigeração líquida para toda a indústria para atender às necessidades de reposição rápida de energia dos usuários em massa, mas também impulsionar seu próprio negócio de carros inteligentes.

Mas nada é 100%, o irmão Zhou Huajian nos disse como podemos ver um arco-íris sem experimentar vento e chuva. Para a Huawei, o vento e a chuva são os dois principais factores que dificultam a implementação da sobrealimentação: os semicondutores de potência do lado do veículo e a carga na rede de distribuição.

Como a solução de 800 V aumentou os requisitos de hardware, a plataforma de 400 V deve ser atualizada para carboneto de silício, e o lado do veículo só pode atender ao padrão de hardware de superalimentação. A escassez de chips sempre foi um problema na indústria automotiva, por isso terá impacto na configuração de 800V, sendo que o lado do veículo também deve contar com uma bateria de alimentação adequada para a solução de 800V.

Mas estes não são os factores centrais e os problemas do lado da rede de distribuição podem ser a chave.

Em circunstâncias normais, o projeto da rede de distribuição de energia existente não pode atender às especificações de sobrecarga, e a potência das pilhas de carga rápida no mercado é tão pequena quanto dezenas de kW e tão grande quanto centenas de kW, e tal alta potência as pilhas de carregamento produzirão alta corrente e tensão de impulso quando forem conectadas e usadas.

Por exemplo, o Xpeng G6 mencionado acima tem uma potência de pico de até 287kW ao carregar em seu superalimentador S4. O carregamento é rápido e a rede tem que aguentar.

O índice unitário de consumo de eletricidade do prédio de escritórios é de 30-70W/m², e um prédio de escritórios de 15-andar é estimado em 1.500 metros quadrados por andar, com potência de 1,1MW. A pilha de superalimentação Xpeng S4 tem uma potência máxima de 480kW e três pilhas de superalimentação são usadas ao mesmo tempo, e a potência máxima pode ser superior a 1 prédio de escritórios.

Além disso, o impacto do carregamento rápido de alta tensão na rede também inclui picos de carga. Pense na rede elétrica como um elástico, ela precisa ter uma certa elasticidade para lidar com picos de carga aleatórios, mas se o pico de carga for muito grande e ultrapassar o limite de extensão, o elástico quebrará e a rede terá problemas.

Para a viabilidade da rede de distribuição, a indústria propõe resolver o impacto da sobrecarga na estabilidade da rede elétrica através de microrredes e armazenamento partilhado de energia.

Microrrede refere-se a um pequeno sistema de geração e distribuição de energia composto por geradores distribuídos, dispositivos de armazenamento de energia, dispositivos de conversão de energia, cargas, dispositivos de monitoramento e proteção, etc., que é um meio eficaz para resolver uma série de problemas causados ​​pelo acesso direto de geradores distribuídos à rede elétrica.

No entanto, actualmente, a solução acima referida pode não ser a ideal em termos de custo.

Tomemos como exemplo uma estação de superalimentação de alta potência de 350 kW na Electrify America, equipada com um sistema de armazenamento de energia Tesla de 350 kWh com potência de 210 kW, o preço é de cerca de 210,000 dólares americanos, cerca de 1,4 milhão de yuans. O custo total de um A480, cinco pilhas de carregamento de 120 kW e uma estação de superalimentação sem aluguel terrestre é de cerca de 1,122 milhão de yuans.

O custo inicial das pilhas de superalimentação refrigeradas a líquido é alto, e o problema da capacidade insuficiente da rede elétrica e do ajuste da carga da rede é resolvido com a configuração do armazenamento de energia, o que também aumenta o custo do investimento inicial.

Yanzhi New Energy Vehicle analisou anteriormente que se você deseja construir uma estação de superalimentação cheia de pilhas de superalimentação, o custo de uma estação com armazenamento de energia é de pelo menos 2 milhões. O custo de uma estação de troca de baterias de segunda geração da NIO sem baterias e aluguel de terreno é de cerca de 1,25 milhão de yuans.

No entanto, algumas instituições acreditam que o custo do carregamento da electricidade deve ser aplicado em vez do investimento inicial para medir o rendimento do investimento das estações de carregamento.

Sendo uma nova infraestrutura importante, a rede de carregamento deve considerar futuras iterações tecnológicas e atualizações de padrões, mudar a ideia de simplesmente comparar o custo de um único watt e introduzir todo o ciclo de vida de carregamento LCOE para avaliação.

De acordo com as estimativas do Grupo Changhong, o LCOE da solução de superalimentação totalmente refrigerada a líquido da Huawei é muito inferior ao da solução tradicional, com um LCOE de 10-ano de 0,34 yuan/kWh, que é 35 % e 26% inferior ao das pilhas integradas e dos reatores refrigerados a ar, respectivamente, e o período de retorno é de apenas 6,7 anos. Com a melhoria da tecnologia e do nível de fabricação, o custo final diminuirá.

3.Epílogo
Do ponto de vista do custo, embora não existam muitos locais que precisem ser transformados e modernizados para popularizar a superalimentação, todos custam muito e são incontroláveis. Por exemplo, a instalação de estações de carregamento de alta potência requer aumento de capacitância, de modo que a rede elétrica precisa gastar centenas de bilhões de dólares para transformar a infraestrutura energética da cidade, o que é realmente um pouco difícil.

Além disso, há o custo das estações de superalimentação, e os custos abrangentes de construção de estações de estacas, armazenamento de energia e aluguel do terreno excederam os das estações de troca de baterias, e os operadores comuns não podem arcar com esses ativos pesados.

Tomando como exemplo o terminal de superalimentação totalmente refrigerado a líquido da Huawei, o preço de um terminal de superalimentação totalmente refrigerado a líquido de 600kW chega a 600,{4}} yuans, enquanto o preço de uma pilha de carregamento refrigerada a ar de 120kW é de apenas { {7}},000 yuans. Para as operadoras, numa altura em que a quota de mercado dos modelos de carregamento ultrarrápido é extremamente baixa, os equipamentos refrigerados a ar de 120kW/180kW são a escolha para fechar os olhos.

Portanto, se a Huawei conseguirá cumprir os seus compromissos no próximo ano depende, em última análise, de quanto apoio os grandes operadores como a State Grid e a Three Barrels of Oil podem suportar.