“功率共享”的充電堆方案

 矩陣式柔性充電堆技術(shù)既能滿足當(dāng)下電池充電需求,也能滿足未來(lái)“電池升級(jí)”需求,避免了充電樁反復(fù)撤建

 截至去年底,我國(guó)擁有各類充電樁45萬(wàn)個(gè),是2014年底的14倍,全國(guó)車樁比約為3.8∶1。但充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)的同時(shí),也存在一定程度的結(jié)構(gòu)性供給不足,資源錯(cuò)配導(dǎo)致了“充電難”與公共充電樁被大量閑置現(xiàn)象并存。此外,長(zhǎng)期以來(lái),市場(chǎng)上投放的電動(dòng)汽車公共充電樁多數(shù)為固定功率充電樁,充電樁設(shè)計(jì)多考慮滿足當(dāng)下的汽車電池標(biāo)準(zhǔn)。40kW、60kW、80kW、110kW……隨著新上市的車型功率越來(lái)越大,充電樁將面臨更換或擴(kuò)容。

 多種功率的電動(dòng)汽車并存,已經(jīng)是電動(dòng)汽車存量市場(chǎng)的既成事實(shí)。因此,在集中式充電站,如何提高充電設(shè)備的功率兼容性是關(guān)鍵。“在充電電流相同的情況下,當(dāng)電壓提升到1000V之后,如果仍然給電壓平臺(tái)為350V的車充電,用現(xiàn)有技術(shù)方案功率利用率僅不到原來(lái)的三分之一,設(shè)備利用率特別低。”深圳奧特迅電力設(shè)備股份有限公司董事長(zhǎng)蕭霞說(shuō),“充電堆技術(shù)既能夠滿足當(dāng)下電池的充電需求,也能夠滿足未來(lái)‘電池升級(jí)’的充電需求,避免了充電樁的反復(fù)撤建”。

 據(jù)悉,奧特迅研發(fā)的矩陣式柔性充電堆技術(shù),將電動(dòng)汽車充電站全部或部分充電模塊集中在一起,通過(guò)功率分配單元,按照電動(dòng)汽車實(shí)際需要的充電功率對(duì)充電模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。也就是說(shuō),在應(yīng)用充電堆技術(shù)的充電站,同樣一個(gè)充電樁功率共享后,既可以滿足100kW的電池充電,也可以滿足300kW的電池充電,保證了每臺(tái)新能源汽車都能以最大功率充電。在深圳,奧特迅投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的柔性充電堆集中式充電站目前已超過(guò)80座。

 奧特迅電力設(shè)備總工程師李志剛說(shuō),“共享功率”有些像“共享帶寬”,“在沒(méi)有充電堆以前,固定功率的充電設(shè)備就像固定帶寬的網(wǎng)絡(luò),如果總帶寬是100兆,有10個(gè)用戶,每個(gè)用戶的帶寬固定是10兆,那么即使有很多用戶寬帶沒(méi)有使用,其他用戶的最高帶寬依然是10兆;而充電堆就像共享帶寬,可以根據(jù)用戶數(shù)量、需求帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),如果只有一個(gè)用戶,那么他的寬帶最大就可以達(dá)到100兆”。

 深圳前海奧特迅新能源服務(wù)有限公司副總經(jīng)理魏堅(jiān)介紹,充電終端能分配到多少電力,由充電的電動(dòng)車來(lái)決定。奧特迅的技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)龐大的計(jì)算系統(tǒng),建立了云平臺(tái),對(duì)幾百款電動(dòng)汽車的身份信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集后,在平臺(tái)上進(jìn)行智能化管理。當(dāng)充電槍插入充電口“握手”的瞬間,車輛信息就被全部讀取出來(lái),并且智能分配,對(duì)車充電。

 去年12月起,由深圳市市場(chǎng)監(jiān)督管理局、深圳市發(fā)展改革委共同組織制定的深圳市標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件——《電動(dòng)汽車柔性充電堆技術(shù)要求》在深圳實(shí)施,這是國(guó)內(nèi)首個(gè)關(guān)于電動(dòng)汽車柔性充電堆的地方標(biāo)準(zhǔn)。作為電力自動(dòng)化電源細(xì)分行業(yè)的龍頭企業(yè),深圳奧特迅電力設(shè)備股份有限公司是該標(biāo)準(zhǔn)的牽頭起草單位。

 “對(duì)于出租車、貨車等營(yíng)運(yùn)車輛而言,集中式充電站的功率適配性直接決定了充電的便捷性。”國(guó)電南瑞科技股份公司國(guó)際部副主任倪峰說(shuō),“在集中式充電站的應(yīng)用場(chǎng)景下,充電堆技術(shù)具有精準(zhǔn)、高效匹配的特性,無(wú)疑將會(huì)大有用武之地”。

管理與服務(wù)需更精細(xì)

 專家表示,為促進(jìn)電動(dòng)汽車健康發(fā)展,充電服務(wù)的智能精細(xì)化管理,是大勢(shì)所趨。

 我國(guó)已經(jīng)連續(xù)3年位居全球新能源汽車產(chǎn)銷第一大國(guó)。截至去年底,我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)到180萬(wàn)輛,在全球累計(jì)銷量中超過(guò)50%。“根據(jù)市場(chǎng)趨勢(shì),2020年以后,三四百千瓦以上的大功率電動(dòng)汽車會(huì)越來(lái)越多。”倪峰認(rèn)為,“無(wú)論是充電堆還是電池本身,技術(shù)方面已經(jīng)不存在什么問(wèn)題”。另外,雖然早期運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有考慮功率擴(kuò)容,但近年來(lái),已經(jīng)有越來(lái)越多運(yùn)營(yíng)商在集中式充電站預(yù)留了擴(kuò)容空間,“更大功率的充電需求出現(xiàn)后,站、樁、堆都能直接擴(kuò)容——增加相應(yīng)的模塊就可以了”。

 中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心副主任劉永東表示,在充電的方式上,未來(lái)電動(dòng)汽車的趨勢(shì)將是“私人交流充電樁日常慢充”與“公共快充補(bǔ)電”長(zhǎng)期并存、互相結(jié)合。“對(duì)于使用電動(dòng)汽車通勤的城市家庭而言,下班后在家使用私人充電樁充電,長(zhǎng)時(shí)間的慢充已經(jīng)可以滿足大部分需求;在充電站使用快充,更多將是一種必要的補(bǔ)充”。

 充電領(lǐng)域管理體制的優(yōu)化是多位專家所盼。倪峰舉了充電站電源模塊冷卻方案的例子。電源模塊冷卻主流方案有水冷、風(fēng)冷模式,前者使用壽命長(zhǎng)、可靠性高,但價(jià)格昂貴;后者價(jià)格低廉,但對(duì)環(huán)境要求高,長(zhǎng)時(shí)間使用容易發(fā)生灰塵堵塞等現(xiàn)象。“國(guó)內(nèi)的招投標(biāo)‘價(jià)低者得’的機(jī)制讓很多運(yùn)營(yíng)商采用了風(fēng)冷模式,但使用不到兩年就需要全部更換,算下來(lái)綜合使用成本反而比使用水冷更高。”倪峰說(shuō)。

 在劉永東看來(lái),私人充電樁的安裝與管理仍有較大發(fā)展空間。“不少小區(qū)尤其是老舊小區(qū),由于配電容量有限、物業(yè)不配合等原因無(wú)法普及安裝;而利用技術(shù)平臺(tái)推行并管理用電低谷時(shí)段充電的做法,也有待進(jìn)一步推進(jìn)”。充電服務(wù)的智能精細(xì)化管理,是大勢(shì)所趨。

 “我們今天談?wù)摮潆娂夹g(shù)和管理、服務(wù)的提升,都是以電動(dòng)汽車健康發(fā)展為大前提的。”倪峰說(shuō),“電動(dòng)汽車最根本的動(dòng)力仍然來(lái)自電動(dòng)汽車本身,來(lái)自整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的調(diào)整和變化。我們最關(guān)注的仍然是,取消相關(guān)補(bǔ)貼后,用戶自發(fā)消費(fèi)、使用電動(dòng)汽車的欲望有多強(qiáng)烈,這是事關(guān)整個(gè)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵”。