大功率快充技術或成技術競爭新焦點

2017-08-16 14:27:08 新能源汽車報　點擊量：評論 (0)

　影響電動汽車發展的兩大主要因素是里程焦慮和充電焦慮，隨著動力電池技術的不斷突破，電動汽車續航里程逐漸提高。乘用車方面由最初的150km，已經提升到了400km，基本上已經解決了電動汽車的里程焦慮。與此

　影響電動汽車發展的兩大主要因素是里程焦慮和充電焦慮，隨著動力電池技術的不斷突破，電動汽車續航里程逐漸提高。乘用車方面由最初的150km，已經提升到了400km，基本上已經解決了電動汽車的里程焦慮。與此同時，充電反而變成了一個核心的技術問題，甚至成為中外新一輪技術競爭的焦點問題。中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高也曾指出，2020年電動車與燃油車全方位的競爭，快充功率能否達標顯得至關重要。

　　關于大功率充電，業界還沒有對大功率充電進行明確的定義。我們姑且將電動汽車搭載的電量設定為100kWh（按照每百公里20kWh耗電量計算），且充電倍率＞2C（即半小時充滿電）為前提條件，充電10-20分鐘（與傳統燃油車的加油時間保持一致）可以行駛＞100km的充電功率定義為大功率充電。從盈利方面考慮，當前普遍虧損的充電基礎設施運營商對于大功率充電是迫切需要的。

　　大功率下新挑戰

　　首先，對于乘用車而言，電池的單體能量密度要達到300Wh/kg，否則對于100kWh的電量裝載難度較大（重量和體積都是瓶頸）。

　　其次，充電倍率也要在2-6C，否則無法保證充電時間。由于鋰離子電池的特性決定了能量密度與充電倍率是魚和熊掌不可兼得的，單獨實現高能量密度或較大的充電倍率還比較容易，但如何平衡這兩種特性是我國動力電池企業必須要面對的問題。

　　我國動力電池企業要加大高能量密度快充電池的研發布局，爭取在2020年補貼取消之前，研發出有競爭力的產品，以避免市場被外國產品占領。

　　如果未來350kW大功率充電成為現實，同時假設我國現階段的電動汽車（110kW充電功率）可以正常使用的前提下，大功率充電樁的功率利用還不到1/3，不僅不會縮短充電時間，還會影響大功率充電樁的利用率，因此，必須要提高車輛可負載的電流和電壓。

　　電流大幅度提高會增加車輛電子元器件的發熱量，浪費電能，同時對于線束的要求也比較高，而相比之下，提高整車的電壓平臺效果要好一些。

　　我國乘用車企業趁著大功率充電還沒有到來之前，應將高電壓平臺的產品列入到研發規劃之中，甚至可以根據國內電動汽車市場的發展情況有序地推進研發，并驗證技術可行性，且不可由于技術門檻高而不去嘗試，防止重蹈覆轍，繼續走用“市場換技術”老路。

　　我國零部件供應商應把自身的技術研發規劃與全球電動汽車的發展趨勢相結合，盡早突破高壓零部件的技術障礙，實現國產化，為“彎道超車”做好準備。

　　保障充電兼容性

　　即使未來大功率充電成為事實之后，對電動汽車來講，可能還是會有一些小功率充電的車存在，這種情況下如何提高整個設備的功率兼容性，是一個比較關鍵的問題。

　　充電樁生產企業應提前布局柔性智能充電技術的研發，在充電模式的拓補上要考慮寬范圍功率的兼容性和保持全范圍的高效性。

　　據了解，我國部分乘用車企業已經規劃2020年前后實現產品500km續航，這給標委會提供了足夠時間來驗證技術的可行性，以及相關標準的制定，包括連接器、電纜、電流速度、散熱等方面內容應重新定義或修改。

　　另外，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準第一次會議。該工作組的目標就是為了實現大功率充電，對現有的標準進行全面修訂以適應新的技術要求。我國在標準制定的時候，應該更多的參與到國際討論當中，以增強國產電動汽車的國際競爭力。

　　由于充電基礎設施行業的門檻較低，缺少必要的產品準入制度，導致市場上的產品種類繁多、質量參差不齊。而大功率充電樁對于元器件、耐壓、絕緣、線纜、插頭、散熱、兼容性等方面有更高的要求，為了確保充電的安全性、可靠性和兼容性，認證制度就顯得尤為重要了。國家能源局應盡早出臺充電樁產品的認證制度，以保障充電樁的安全性、可靠性和產品一致性，確保充電行業健康發展。

　　規劃用電新模式

　　推廣大功率充電需要規劃好大功率充電站規模化后的運行模式，以減小或避免對大電網的沖擊。充電基礎設施離不開電網，電網公司要做好接入大規模大功率充電的準備，包括負荷預測、電源規劃、電網規劃等眾多方面。

　　在負荷預測方面，要在傳統負荷預測的基礎上，挖掘有序充放電潛力，考慮時空特性，根據不同類型電動汽車在不同充電行為下對應的充電模式，預測電動汽車充電需求，提高負荷預測精度。

　　在電源規劃方面，要依據電動汽車發展規模，分析電動汽車與電網互動促進可再生能源消納的比例，優化電源結構。

　　在電網規劃方面，配電網規劃與充換電設施規劃相銜接，根據不同地區負荷接入標準、充換電設施用電容量，及時調整電力設計標準，滿足各地電動汽車發展需求。

　　在城市電網方面，要加大智能化項目和信息通信基礎設施的投入，為有序充電管理提供支撐；依據大型集中充電站點建設需求，及時建設或改造配套變電站，滿足充電基礎設施接納條件。

　　在局部配電網方面，要對老舊居民小區和公共停車場依據需要及時進行電網增容改造；加強對充電設施用戶接入把關，強化用電安全管理；對沖擊性負荷，做好局域電網補強，避免對周圍用戶造成影響。

　　在通信方面，要開發電網調度與車聯網平臺的接口，電網調度從車聯網平臺獲取用戶需求和充電設施實時運行狀態的數據。

　　在控制方面，要在設定的互動目標下，調度系統根據電網實時信息、電動汽車狀態、用戶需求信息等，構建多時間尺度電動汽車與清潔能源協同優化調動策略，并發送控制指令。

　　在工作機制方面，要建立多層級電動汽車有序充電架構，包括電動汽車用戶管理層、本地能量管理層、集成管理層、電網管理層等，并將其納入需求側響應、調度的常規工作運行機制。

　　此外，我國可以考慮在電動汽車推廣力度大的城市先行開展有序充放電試點。比如在北京、上海、天津等城市開展電動汽車通過與電網互動參與輔助服務等試點工作，探索研究電動汽車參與電網互動，實現有序充放電對電網資產效率的提升。