隨著電動汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,續(xù)駛里程、安全性等問題都正在得到解決。在技術(shù)快速發(fā)展的過程中,充電技術(shù)會越來越重要,或?qū)⒊蔀樾乱惠喖夹g(shù)競爭的焦點(diǎn)問題。
汽車電動化進(jìn)一步深化發(fā)展,必須要與能源低碳化結(jié)合,這就要求,電動汽車的電力來源必須是清潔的。目前,我國可再生能源的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸,去年中國可再生能源的棄光、棄水、棄電的總電量達(dá)到1500億Wh,核心問題是因?yàn)闆]有完善的儲能裝置。電動汽車能夠作為儲能裝置,調(diào)節(jié)可再生能源,改變當(dāng)前的能源格局,而可再生能源也能為電動汽車汽車提供零碳排放的電力來源。目前來看,制約電動化和能源低碳化結(jié)合的關(guān)鍵就是充電,充電技術(shù)已經(jīng)變得前所未有的關(guān)鍵。
350kW大功率充電的提出
目前,電動汽車的“里程焦慮”一直是用戶的痛點(diǎn)之一。為了解決這一痛點(diǎn),各大車企和電池廠商都在致力于研發(fā)更高能量密度的動力電池。但是,要想達(dá)到更高的能量密度,電池容量也會隨之增加,充電時(shí)間將會延長。如果這樣,只能算是“拆東墻補(bǔ)西墻”,因?yàn)樵谘娱L續(xù)駛里程的同時(shí),也增加了充電時(shí)間,這不是用戶希望得到的解決方式。因此,在電池容量增加的同時(shí),能夠至少保持相同的充電時(shí)間,提升充電功率就成為了關(guān)鍵。
事實(shí)上,在大功率充電技術(shù)方面,國外已經(jīng)“兵馬未動,糧草先行”。今年3月4-8日,國際電工委員會TC69MT5-6工作組在荷蘭代爾夫特召開了電動汽車大功率充電國際標(biāo)準(zhǔn)第一次會議。據(jù)悉,該工作組的目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)大功率充電,對現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面修訂以適應(yīng)新的技術(shù)要求。
不僅如此,目前很多跨國車企都已經(jīng)著手規(guī)劃建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施,而且提出的是350kW、1000V、350A的大功率充電。據(jù)了解,2016年年底,寶馬、戴姆勒、福特、大眾4 家車企將會共同打造350kW 的快速充電網(wǎng)絡(luò)。此外,美國一家名為EVgo的充電運(yùn)營商也于去年底宣布,將打造世界上第一座 350kW 的超級充電站。
對于350kW這一標(biāo)準(zhǔn)的提出,有業(yè)內(nèi)專家推斷,國外一輛電動汽車大約一年運(yùn)行15000公里,如果每周充電一次(按1年50周計(jì)算),那么每次充電需要保證300公里的續(xù)駛里程,假設(shè)歐洲電動汽車百公里電耗為20度,每次充電就需要充60度電,如果把充電時(shí)間控制在10分鐘之內(nèi),那么就需要360kW的功率充電。
350kW大功率充電帶來的機(jī)遇
對于中國來說,目前我國是全球新能源汽車產(chǎn)銷量最多的國家,也是電動汽車用戶最多的國家。龐大的用戶基數(shù),使得車企、電池廠商、充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商都在不斷改進(jìn)技術(shù)和商業(yè)運(yùn)營模式,以滿足用戶的需求。
目前來看,我國電動汽車停車位較少,公共的慢充充電樁效果并不好,因此用戶對于快充是有需求的。此外,除了由于停車位緊張所產(chǎn)生的需求外,還有兩種場景對大功率充電有需求,一個(gè)是共享汽車和出租車,他們對于充電時(shí)間的要求非常高,另一個(gè)是在高速公路上,存在用戶對快速充電的需求。實(shí)際上,從用戶角度出發(fā),用戶對于大功率充電是有需求的,因?yàn)榭焖俪潆娔軌蛸N合用戶的用車習(xí)慣,提高用戶充電的方便性。
另一方面,大功率充電的應(yīng)用能夠大幅度提高充電效率,提升充電樁的利用率,同時(shí)可以適當(dāng)降低車樁比。有充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的專家認(rèn)為,當(dāng)車樁比≤4:1時(shí),40kW的交流充電單次成本低于直流60kW,80kW交流充電單次成本低于直流105kW和350kW,交流大功率充電成本占據(jù)優(yōu)勢;當(dāng)車樁比>4:1時(shí),直流60kW和105kW的單次充電成本占據(jù)優(yōu)勢;當(dāng)車樁比大于16:1時(shí),直流350kW相比較于交流80kW單次充電成本已具備優(yōu)勢,且服務(wù)能力可提高5倍??梢钥闯?,如果使用350kW的大功率充電,實(shí)際上充電樁的數(shù)量就不用達(dá)到1:1,也能夠滿足用戶的充電需求,而且相比慢充,成本更少。
據(jù)了解,德國大規(guī)模發(fā)展大功率充電技術(shù)的原因,一方面是為了滿足用戶對于充電時(shí)間的需求,另一方面,也為了形成技術(shù)優(yōu)勢,以重新獲得德國在電動汽車產(chǎn)業(yè)的全球競爭力。因此,從宏觀的戰(zhàn)略角度分析,率先掌握大功率充電的核心技術(shù),制定完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也能夠讓我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在全球競爭中占據(jù)有利地位,形成較強(qiáng)的全球競爭力。
350kW大功率充電帶來的挑戰(zhàn)
從車型上看,外國電動汽車的車型普遍較大,例如特斯拉等。但反觀我國電動汽車產(chǎn)品,大多為A0級或A00級的車型,較小的空間導(dǎo)致較難安裝尺寸更大的高電壓零部件,對于使用大功率充電來說挑戰(zhàn)不小。
實(shí)際上,較小車型的重量更輕,搭載的電池?cái)?shù)量相對較少,電池容量也并不高。因此,以目前的產(chǎn)品情況看,180-200kW左右的功率充電,10分鐘以內(nèi)就能夠充滿一輛200公里左右續(xù)駛里程的電動汽車,并不需要使用350kW的大功率充電。
目前,有專家對用戶的快充需求進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)慢充和普通快充就能滿足乘用車工作出行、生活出行、長途出行、近郊旅游、緊急出行等使用情景,沒有發(fā)現(xiàn)明確的超級大功率充電需求。
此外,大功率充電也會對電動汽車的安全性造成一定影響,如何權(quán)衡功率和安全性之間的平衡,也是各大車企需要積極面對和解決的難題。而且,高電壓是否會帶來更嚴(yán)重的輻射,對身體造成影響,在消費(fèi)者群體中也存在一定爭議。
另一方面,高壓大功率系統(tǒng)的使用,對于電池系統(tǒng)、高壓保護(hù)、高壓接口、電控單元、高壓傳輸回路等部件的耐壓與過流能力有了更高的要求,對成本控制會造成影響,預(yù)估會比當(dāng)前成本增加3倍。
我國將展開大功率充電技術(shù)的相關(guān)工作
據(jù)了解,日本CHAdeMO協(xié)會也正在推進(jìn)大功率充電技術(shù)的研發(fā)。但在是否大面積推廣350kW大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的問題上,CHAdeMO方面則表示,在2020年時(shí),不會直接建設(shè)350kW的大功率充電設(shè)施,但是會積極的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證350kW的大功率充電技術(shù)。
CHAdeMO的推進(jìn)方式相對合理,因?yàn)榇蠊β食潆娂夹g(shù)涉及很多問題,包括插座設(shè)計(jì)、溫度管理、壽命管理、冷卻系統(tǒng)、成本問題及對電網(wǎng)的沖擊等,這些問題需要不斷摸索技術(shù),并積極實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
實(shí)際上,隨著技術(shù)的進(jìn)步,電池的充電倍率特性、電池容量、續(xù)駛里程會逐漸增加,因此看待大功率充電確實(shí)需要一定的前瞻性。但目前,我國對于大功率充電的功率標(biāo)準(zhǔn)到底是350kW,還是200kW,或是120kW,尚未出現(xiàn)定論。實(shí)際上,如何選擇適合我國國情的充電功率十分重要。為解決這一問題,更好地推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展,中國電動汽車百人會2017年將圍繞“大功率充電技術(shù)”這一主題,繼續(xù)舉辦多期研討會,探討大功率充電技術(shù)的發(fā)展方向,尋找方便性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素間的平衡點(diǎn),同時(shí)也為政府制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
汽車電動化進(jìn)一步深化發(fā)展,必須要與能源低碳化結(jié)合,這就要求,電動汽車的電力來源必須是清潔的。目前,我國可再生能源的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸,去年中國可再生能源的棄光、棄水、棄電的總電量達(dá)到1500億Wh,核心問題是因?yàn)闆]有完善的儲能裝置。電動汽車能夠作為儲能裝置,調(diào)節(jié)可再生能源,改變當(dāng)前的能源格局,而可再生能源也能為電動汽車汽車提供零碳排放的電力來源。目前來看,制約電動化和能源低碳化結(jié)合的關(guān)鍵就是充電,充電技術(shù)已經(jīng)變得前所未有的關(guān)鍵。
350kW大功率充電的提出
目前,電動汽車的“里程焦慮”一直是用戶的痛點(diǎn)之一。為了解決這一痛點(diǎn),各大車企和電池廠商都在致力于研發(fā)更高能量密度的動力電池。但是,要想達(dá)到更高的能量密度,電池容量也會隨之增加,充電時(shí)間將會延長。如果這樣,只能算是“拆東墻補(bǔ)西墻”,因?yàn)樵谘娱L續(xù)駛里程的同時(shí),也增加了充電時(shí)間,這不是用戶希望得到的解決方式。因此,在電池容量增加的同時(shí),能夠至少保持相同的充電時(shí)間,提升充電功率就成為了關(guān)鍵。
事實(shí)上,在大功率充電技術(shù)方面,國外已經(jīng)“兵馬未動,糧草先行”。今年3月4-8日,國際電工委員會TC69MT5-6工作組在荷蘭代爾夫特召開了電動汽車大功率充電國際標(biāo)準(zhǔn)第一次會議。據(jù)悉,該工作組的目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)大功率充電,對現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面修訂以適應(yīng)新的技術(shù)要求。
不僅如此,目前很多跨國車企都已經(jīng)著手規(guī)劃建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施,而且提出的是350kW、1000V、350A的大功率充電。據(jù)了解,2016年年底,寶馬、戴姆勒、福特、大眾4 家車企將會共同打造350kW 的快速充電網(wǎng)絡(luò)。此外,美國一家名為EVgo的充電運(yùn)營商也于去年底宣布,將打造世界上第一座 350kW 的超級充電站。
對于350kW這一標(biāo)準(zhǔn)的提出,有業(yè)內(nèi)專家推斷,國外一輛電動汽車大約一年運(yùn)行15000公里,如果每周充電一次(按1年50周計(jì)算),那么每次充電需要保證300公里的續(xù)駛里程,假設(shè)歐洲電動汽車百公里電耗為20度,每次充電就需要充60度電,如果把充電時(shí)間控制在10分鐘之內(nèi),那么就需要360kW的功率充電。
350kW大功率充電帶來的機(jī)遇
對于中國來說,目前我國是全球新能源汽車產(chǎn)銷量最多的國家,也是電動汽車用戶最多的國家。龐大的用戶基數(shù),使得車企、電池廠商、充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商都在不斷改進(jìn)技術(shù)和商業(yè)運(yùn)營模式,以滿足用戶的需求。
目前來看,我國電動汽車停車位較少,公共的慢充充電樁效果并不好,因此用戶對于快充是有需求的。此外,除了由于停車位緊張所產(chǎn)生的需求外,還有兩種場景對大功率充電有需求,一個(gè)是共享汽車和出租車,他們對于充電時(shí)間的要求非常高,另一個(gè)是在高速公路上,存在用戶對快速充電的需求。實(shí)際上,從用戶角度出發(fā),用戶對于大功率充電是有需求的,因?yàn)榭焖俪潆娔軌蛸N合用戶的用車習(xí)慣,提高用戶充電的方便性。
另一方面,大功率充電的應(yīng)用能夠大幅度提高充電效率,提升充電樁的利用率,同時(shí)可以適當(dāng)降低車樁比。有充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的專家認(rèn)為,當(dāng)車樁比≤4:1時(shí),40kW的交流充電單次成本低于直流60kW,80kW交流充電單次成本低于直流105kW和350kW,交流大功率充電成本占據(jù)優(yōu)勢;當(dāng)車樁比>4:1時(shí),直流60kW和105kW的單次充電成本占據(jù)優(yōu)勢;當(dāng)車樁比大于16:1時(shí),直流350kW相比較于交流80kW單次充電成本已具備優(yōu)勢,且服務(wù)能力可提高5倍??梢钥闯?,如果使用350kW的大功率充電,實(shí)際上充電樁的數(shù)量就不用達(dá)到1:1,也能夠滿足用戶的充電需求,而且相比慢充,成本更少。
據(jù)了解,德國大規(guī)模發(fā)展大功率充電技術(shù)的原因,一方面是為了滿足用戶對于充電時(shí)間的需求,另一方面,也為了形成技術(shù)優(yōu)勢,以重新獲得德國在電動汽車產(chǎn)業(yè)的全球競爭力。因此,從宏觀的戰(zhàn)略角度分析,率先掌握大功率充電的核心技術(shù),制定完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也能夠讓我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在全球競爭中占據(jù)有利地位,形成較強(qiáng)的全球競爭力。
350kW大功率充電帶來的挑戰(zhàn)
從車型上看,外國電動汽車的車型普遍較大,例如特斯拉等。但反觀我國電動汽車產(chǎn)品,大多為A0級或A00級的車型,較小的空間導(dǎo)致較難安裝尺寸更大的高電壓零部件,對于使用大功率充電來說挑戰(zhàn)不小。
實(shí)際上,較小車型的重量更輕,搭載的電池?cái)?shù)量相對較少,電池容量也并不高。因此,以目前的產(chǎn)品情況看,180-200kW左右的功率充電,10分鐘以內(nèi)就能夠充滿一輛200公里左右續(xù)駛里程的電動汽車,并不需要使用350kW的大功率充電。
目前,有專家對用戶的快充需求進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)慢充和普通快充就能滿足乘用車工作出行、生活出行、長途出行、近郊旅游、緊急出行等使用情景,沒有發(fā)現(xiàn)明確的超級大功率充電需求。
此外,大功率充電也會對電動汽車的安全性造成一定影響,如何權(quán)衡功率和安全性之間的平衡,也是各大車企需要積極面對和解決的難題。而且,高電壓是否會帶來更嚴(yán)重的輻射,對身體造成影響,在消費(fèi)者群體中也存在一定爭議。
另一方面,高壓大功率系統(tǒng)的使用,對于電池系統(tǒng)、高壓保護(hù)、高壓接口、電控單元、高壓傳輸回路等部件的耐壓與過流能力有了更高的要求,對成本控制會造成影響,預(yù)估會比當(dāng)前成本增加3倍。
我國將展開大功率充電技術(shù)的相關(guān)工作
據(jù)了解,日本CHAdeMO協(xié)會也正在推進(jìn)大功率充電技術(shù)的研發(fā)。但在是否大面積推廣350kW大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的問題上,CHAdeMO方面則表示,在2020年時(shí),不會直接建設(shè)350kW的大功率充電設(shè)施,但是會積極的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證350kW的大功率充電技術(shù)。
CHAdeMO的推進(jìn)方式相對合理,因?yàn)榇蠊β食潆娂夹g(shù)涉及很多問題,包括插座設(shè)計(jì)、溫度管理、壽命管理、冷卻系統(tǒng)、成本問題及對電網(wǎng)的沖擊等,這些問題需要不斷摸索技術(shù),并積極實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
實(shí)際上,隨著技術(shù)的進(jìn)步,電池的充電倍率特性、電池容量、續(xù)駛里程會逐漸增加,因此看待大功率充電確實(shí)需要一定的前瞻性。但目前,我國對于大功率充電的功率標(biāo)準(zhǔn)到底是350kW,還是200kW,或是120kW,尚未出現(xiàn)定論。實(shí)際上,如何選擇適合我國國情的充電功率十分重要。為解決這一問題,更好地推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展,中國電動汽車百人會2017年將圍繞“大功率充電技術(shù)”這一主題,繼續(xù)舉辦多期研討會,探討大功率充電技術(shù)的發(fā)展方向,尋找方便性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素間的平衡點(diǎn),同時(shí)也為政府制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。