“功率共享”的充電堆方案
矩陣式柔性充電堆技術既能滿足當下電池充電需求,也能滿足未來“電池升級”需求,避免了充電樁反復撤建
截至去年底,我國擁有各類充電樁45萬個,是2014年底的14倍,全國車樁比約為3.8∶1。但充電網絡建設穩步推進的同時,也存在一定程度的結構性供給不足,資源錯配導致了“充電難”與公共充電樁被大量閑置現象并存。此外,長期以來,市場上投放的電動汽車公共充電樁多數為固定功率充電樁,充電樁設計多考慮滿足當下的汽車電池標準。40kW、60kW、80kW、110kW……隨著新上市的車型功率越來越大,充電樁將面臨更換或擴容。
多種功率的電動汽車并存,已經是電動汽車存量市場的既成事實。因此,在集中式充電站,如何提高充電設備的功率兼容性是關鍵。“在充電電流相同的情況下,當電壓提升到1000V之后,如果仍然給電壓平臺為350V的車充電,用現有技術方案功率利用率僅不到原來的三分之一,設備利用率特別低。”深圳奧特迅電力設備股份有限公司董事長蕭霞說,“充電堆技術既能夠滿足當下電池的充電需求,也能夠滿足未來‘電池升級’的充電需求,避免了充電樁的反復撤建”。
據悉,奧特迅研發的矩陣式柔性充電堆技術,將電動汽車充電站全部或部分充電模塊集中在一起,通過功率分配單元,按照電動汽車實際需要的充電功率對充電模塊進行動態分配。也就是說,在應用充電堆技術的充電站,同樣一個充電樁功率共享后,既可以滿足100kW的電池充電,也可以滿足300kW的電池充電,保證了每臺新能源汽車都能以最大功率充電。在深圳,奧特迅投資、建設、運營的柔性充電堆集中式充電站目前已超過80座。
奧特迅電力設備總工程師李志剛說,“共享功率”有些像“共享帶寬”,“在沒有充電堆以前,固定功率的充電設備就像固定帶寬的網絡,如果總帶寬是100兆,有10個用戶,每個用戶的帶寬固定是10兆,那么即使有很多用戶寬帶沒有使用,其他用戶的最高帶寬依然是10兆;而充電堆就像共享帶寬,可以根據用戶數量、需求帶寬動態調節,如果只有一個用戶,那么他的寬帶最大就可以達到100兆”。
深圳前海奧特迅新能源服務有限公司副總經理魏堅介紹,充電終端能分配到多少電力,由充電的電動車來決定。奧特迅的技術團隊設計了一個龐大的計算系統,建立了云平臺,對幾百款電動汽車的身份信息進行大數據采集后,在平臺上進行智能化管理。當充電槍插入充電口“握手”的瞬間,車輛信息就被全部讀取出來,并且智能分配,對車充電。
去年12月起,由深圳市市場監督管理局、深圳市發展改革委共同組織制定的深圳市標準化指導性技術文件——《電動汽車柔性充電堆技術要求》在深圳實施,這是國內首個關于電動汽車柔性充電堆的地方標準。作為電力自動化電源細分行業的龍頭企業,深圳奧特迅電力設備股份有限公司是該標準的牽頭起草單位。
“對于出租車、貨車等營運車輛而言,集中式充電站的功率適配性直接決定了充電的便捷性。”國電南瑞科技股份公司國際部副主任倪峰說,“在集中式充電站的應用場景下,充電堆技術具有精準、高效匹配的特性,無疑將會大有用武之地”。
管理與服務需更精細
專家表示,為促進電動汽車健康發展,充電服務的智能精細化管理,是大勢所趨。
我國已經連續3年位居全球新能源汽車產銷第一大國。截至去年底,我國新能源汽車累計銷量達到180萬輛,在全球累計銷量中超過50%。“根據市場趨勢,2020年以后,三四百千瓦以上的大功率電動汽車會越來越多。”倪峰認為,“無論是充電堆還是電池本身,技術方面已經不存在什么問題”。另外,雖然早期運營商沒有考慮功率擴容,但近年來,已經有越來越多運營商在集中式充電站預留了擴容空間,“更大功率的充電需求出現后,站、樁、堆都能直接擴容——增加相應的模塊就可以了”。
中國電力企業聯合會標準化管理中心副主任劉永東表示,在充電的方式上,未來電動汽車的趨勢將是“私人交流充電樁日常慢充”與“公共快充補電”長期并存、互相結合。“對于使用電動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,長時間的慢充已經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充”。
充電領域管理體制的優化是多位專家所盼。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、風冷模式,前者使用壽命長、可靠性高,但價格昂貴;后者價格低廉,但對環境要求高,長時間使用容易發生灰塵堵塞等現象。“國內的招投標‘價低者得’的機制讓很多運營商采用了風冷模式,但使用不到兩年就需要全部更換,算下來綜合使用成本反而比使用水冷更高。”倪峰說。
在劉永東看來,私人充電樁的安裝與管理仍有較大發展空間。“不少小區尤其是老舊小區,由于配電容量有限、物業不配合等原因無法普及安裝;而利用技術平臺推行并管理用電低谷時段充電的做法,也有待進一步推進”。充電服務的智能精細化管理,是大勢所趨。
“我們今天談論充電技術和管理、服務的提升,都是以電動汽車健康發展為大前提的。”倪峰說,“電動汽車最根本的動力仍然來自電動汽車本身,來自整個產業鏈生態的調整和變化。我們最關注的仍然是,取消相關補貼后,用戶自發消費、使用電動汽車的欲望有多強烈,這是事關整個產業長遠發展的關鍵”。
