隨著電動汽車技術(shù)的不斷進步，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)競爭的焦點問題。
汽車電動化進一步深化發(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、棄電的總電量達到1500億Wh，核心問題是因為沒有完善的儲能裝置。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”一直是用戶的痛點之一。為了解決這一痛點，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，要想達到更高的能量密度，電池容量也會隨之增加，充電時間將會延長。如果這樣，只能算是“拆東墻補西墻”，因為在延長續(xù)駛里程的同時，也增加了充電時間，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，能夠至少保持相同的充電時間，提升充電功率就成為了關(guān)鍵。
事實上，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準第一次會議。據(jù)悉，該工作組的目標就是為了實現(xiàn)大功率充電，對現(xiàn)有的標準進行全面修訂以適應(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這一標準的提出，有業(yè)內(nèi)專家推斷，國外一輛電動汽車大約一年運行15000公里，如果每周充電一次(按1年50周計算)，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)施運營商都在不斷改進技術(shù)和商業(yè)運營模式，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，一個是共享汽車和出租車，他們對于充電時間的要求非常高，另一個是在高速公路上，存在用戶對快速充電的需求。實際上，從用戶角度出發(fā)，用戶對于大功率充電是有需求的，因為快速充電能夠貼合用戶的用車習慣，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，同時可以適當降低車樁比。有充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的專家認為，當車樁比≤4:1時，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；當車樁比>4:1時，直流60kW和105kW的單次充電成本占據(jù)優(yōu)勢；當車樁比大于16:1時，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。可以看出，如果使用350kW的大功率充電，實際上充電樁的數(shù)量就不用達到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)標準，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。
實際上，較小車型的重量更輕，搭載的電池數(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重的輻射，對身體造成影響，在消費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、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，不會直接建設(shè)350kW的大功率充電設(shè)施，但是會積極的實驗驗證350kW的大功率充電技術(shù)。
CHAdeMO的推進方式相對合理，因為大功率充電技術(shù)涉及很多問題，包括插座設(shè)計、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)，并積極實驗驗證。
實際上，隨著技術(shù)的進步，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需要一定的前瞻性。但目前，我國對于大功率充電的功率標準到底是350kW，還是200kW，或是120kW，尚未出現(xiàn)定論。實際上，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)濟性等因素間的平衡點，同時也為政府制定相關(guān)技術(shù)標準提供依據(jù)。
作者：中國電動汽車百人會
