小米300W快充技术新突破，新能源车赛道能借力吗？

电子工程专辑讯近期，在ChatGPT聊天工具掀起全球“人工智能”热的时候，小米还是在潜心专研快充技术。在2月28日，雷军在社交平台上宣布，小米快充再上300W秒充的新纪录。这款300W快充是基于RedmiNote12探索版魔改而来。雷军表示，300W有线充电，对4100mAh电池实测充电，43秒能充10%，2分13秒充50%，5分钟完全充满。

手机充电迎来“5分钟满血”时代，这款300w快充在技术上有哪些突破？

据介绍，该300W充电器在充电架构上采用定制的6：2电荷泵芯片，芯片最高转换效率高达98%，多颗电荷泵并联后直接给电池充电，实现300w超大功率。相比常规的4：2电荷泵方案，解决了充电输入通路中的大电流发热问题。多颗电荷泵采用分散式布局，避免发热集中，延长高功率充电时长。

有消息称，Redmi方面对USB-C口协议进行了魔改，从而可以让充电功率突破240W的限制。300W快充的峰值功率为290W，能够持续2分钟左右，在63%电量时依旧能够达到峰值功率充电。

300W快充基于双串电池设计，电芯输入电流高达30A，要求电芯需要具备15C超高充电倍率。在电池材料上引入新型硬碳材料，通过特定比例混合制成的“硬碳+石墨”混合负极，相比石墨，硬碳结构更疏松无序，可为锂离子提供更宽松的反应通路。正负极片厚度也得到大幅压缩，相比常规极片进一步减薄35%。

在结构上，采用“三明治”堆叠方案，就是上下两块超薄电芯与中间填充的相变散热材料充分接触，可将热量快速吸收并导出，快充中可以有效降低温度。与之匹配的电池PCM保护板也同样为双层设计，可有效将保护板空间占用降低50%。【相关内容点击参考】

在体积上，该充电器采用第四代GaN集成化方案，充电功率大涨43%，体积与小米上一代210瓦充电器完全相同，功率密度达到2.31W/cm³。GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，除了快充技术应用，基于GaN技术的5G应用、数据中心等都有较大的潜力，3月30日AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），同期举办的“第25届高效电源管理及宽禁带半导体技术应用论坛”,为大家提供一个高效交流的互动平台，共同探讨宽禁带半导体发展方向，欢迎感兴趣的朋友到场交流，点击 【这里】报名参加。

快充技术研发为小米汽车进行技术储备

快充从18W、50W、100W、200W，再迈向300W，随着超级快充技术的介入，确实解决了智能设备续航问题，甚至可以说是快充过剩。不过，小米的快充技术研发也是为小米汽车提前进行技术储备。雷军自2021年高调入局汽车领域，并计划将自己的1/2的精力投入在“造车”这件事上，还辞掉了多家公司的职务。

新能源汽车在续航上一直是个持续关注的问题，尤其面对出省等远程距离问题时候，会被迫拉成整体的出行时长。小米集团的卢伟冰在2021年曾对这个问题评论到，“你期待未来的新能源电动汽车续航多久？充电多快？”，这也是小米公司自成立小米汽车公司以来，比较少有的关于汽车领域的话题讨论了。

新能源汽车在推进超级快充上，如广汽埃安宣称“充电5分钟，续航207公里”；小鹏G9则在5分钟内，续航里程从55km提升到265km。小米汽车预计在2024年量产，除了自动驾驶外，如果在充电技术上有新的突破，这将成为其新车上市的一大杀手锏。

在产业链布局上，小米也做的很全面。据不完全统计，小米已经投资了50+家的汽车供应链企业，重点投资集中于汽车智能化、动力电池、激光雷达等。有报道指出，小米已经选定宁德时代和比亚迪旗下弗迪电池为其提供汽车电池，低配车型会搭载弗迪电池的磷酸铁锂刀片电池，高配车型会搭载宁德时代的麒麟电池。

回顾小米在快充技术上，除了不断领先的充电体验，大胆采用氮化镓材料，还率先将新能源汽车电池技术的硅氧负极电池引入手机行业，让手机电池实现更薄、充电更快、容量更大的效果。

不过在小米汽车的具体信息保密上也在升级，在2月就有供应商泄露了小米汽车的前后保险杠的前期设计稿，被处以100万的经济补偿。还要求供应商重新制定整改方案。

但是在2022年12月，国家知识产权局信息显示了小米汽车科技有限公司的“动力电池”专利授权信息。

据专利摘要显示，该动力电池包括：多排电芯、多个液冷板、进液组件以及出液组件，每排电芯的两侧均贴附有液冷板，液冷板具有进液口、出液口和连通进液口和出液口的内部通道；进液组件与每个进液口连通，用于向液冷板内输送冷却液；出液组件与每个出液口连通，用于接收由液冷板排出的冷却液。

该实用新型实施例的动力电池通过在每一排电芯的两侧均设置液冷板，从而每一排电芯都能通过两个液冷板冷却，冷却面积大，极大提高了冷却效率，提高了电池的使用寿命、安全性能及快充性能。

新能源汽车快充技术路线和换电站

目前新能源汽车实现快充技术路线有两条：一是大电流快充技术，一是高压快充技术。大电流快充技术，需要升级电芯的材料体系和结构，以提高单体电芯的最大充电电流，对电池的各个部分进行分区同时充电，对热管理要求高。所以这个技术难度较大，因此推广难度较大。

此技术应用以特斯拉Model3为代表，最大充电电流可达700A，实现30分钟充80%电量。不过现在高压快充技术是目前车企实现快充的主流选择，该技术难度相对较小，成本相对可控。

今年预计也会密集推出支持高压快充的车型，比如华为计划在2023年推出1000V400kW、2025年推出1000V600kW的方案；蔚来计划陆续发布500kW液冷超充桩、800V高压平台电池包，并面向全行业开放；还有理想、零跑等也有相关动作。目前市面上以高压快充为新能源汽车未来的主流市场，当前SiC还处于导入阶段。现在充电桩所采用的主要功率器件是IGBT和MOSFET，不过SiC具有耐高压、耐高温、导通损耗小、开关速度快等优势，更符合高压快充平台的需求。

后续高压快充车型将加速投放市场，预计到2025年国内高压快充车型销量有望突破500万辆，在新能源汽车中渗透率将达40%。

雷军在快充上也提出了《加快新能源汽车大功率快充基础设施建设》的建议，其一是强化政策引领，统筹推进大功率快充网络规划布局；其二是组建国家级创新合作平台，加强核心技术联合攻关；其三是加强建设服务保障，推动大功率充电基础设施普及。实现高压快充需要搭配大功率直流充电桩，目前市场存量充电桩大多只能支持400V电压，快充需求推动充电桩技术变革，未来新建快充桩将大部分具备3C及以上大功率充电能力。

除此之外，换电站也是充电桩之外的补能模式。换电模式的优势在于补能效率高，换电耗时不超过5分钟。同时车电分离模式能够降低购车门槛，尤其适用于有运营成本控制压力的出租车、商用车的电动化推广。换电模式包括：底盘换电、侧方换电、分箱换电。目前底盘换电是市场的主流模式，约占80%的市场份额，主要用于乘用车；侧身换电约占8%的市场份额，主要用于商用车（重卡、矿卡等）；分箱换电目前应用较少，主要用于乘用车，其最大的优势是易实现换电统一标准化操作。

在3月30日AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），同期举办的“第25届高效电源管理及宽禁带半导体技术应用论坛”和第二届“碳中和暨绿色能源”电子产业可持续发展高峰论坛，为大家提供一个高效交流的互动平台，欢迎感兴趣的朋友到场交流，点击【这里】报名。