9月27日,第一電動網舉辦了第八期公開課,本期公開課的主題是“充電五分鐘,行駛兩小時的時代即將到來?”,本期公開課邀請了整車廠、電池企業、充電運營商等企業代表及行業專家共同探討快速充電發展的必要性、進展程度,以及未來是否有市場空間等問題。來自特來電智能充電事業部總經理袁慶民從充電運營商的角度對發展快充技術的意義及瓶頸進行了探討。
特來電智能充電事業部總經理袁慶民
發展快速充電應綜合考慮電池安全、電網負荷、充電成本等
提到電動車我們通常會想到其續航里程的問題,所以快充的概念在媒體上一度成為大家關注的焦點,經常會看到一些噱頭,例如充電6、7秒鐘可行駛35公里,或者6~10分鐘可行駛1000公里。從實際應用的角度講根本是不可能的,而且這樣極端的快充需求對消費者意義不大。
不論是快充還是慢充,最終的服務對象都是乘用車和人。而在實際的使用中,用戶在90%到95%的使用時間里不需要跑很遠,大多數情況下可以用晚上的時間進行慢充。每個人每輛車正常情況下,市內交通行駛里程大多在50公里左右,需要7到10度電。晚上用3kW的功率慢充,兩三個小時也充滿了。
有必要的情況就是出遠門,在高速路上必須充電,這個時候可能會用到快充。按照行駛安全角度考慮,行駛兩小時需要休息15分鐘,以后的車續航里程達到500公里,達到30分鐘充電續航200公里,或者15分鐘充電到100到200公里,已經完全可以滿足白天跑1000公里的需要了。
快充需考慮電網和充電基礎設施負荷能力
談論快速充電,除了要考慮電池能夠接受的能力,從充電運營角度還要考慮充電設施及電網的負荷能力。
對于充電設施,主要從兩方面考慮,一方面是充電模塊,另一方面是與之匹配的充電槍頭。充電模塊通過組合方式可實現大功率輸出,但與它相匹配的槍頭,受現有國標限制,最大充電電流250A,最大充電電壓1000V,目前根據乘用車和大巴車的不同,充電電壓主要分為500V和700V兩個等級。對于乘用車來說,如果要實現前文提到的充電7秒鐘行駛35公里,則充電功率要達到3MW,也就是3000kW,即使按照電壓500V計算,最高的充電電流要達到6000A,那么就需要24個槍頭。換句話說,你雖然想追求7秒鐘充電,但是你需要插24個槍投進去,同時24個槍頭還得協同它的電流電壓,否則充電過程肯定會有問題。這個時候你可能會問,我們為什么不可以將單槍的電流從250A提升500A或者更大?目前國標規定250A的線纜要達到95mm2,250A的充電槍已經非常重了,再提升電流使用上會帶來很多不便及安全問題。
對于電網負荷,如果一輛車的充電追求了3MW是什么概念?比如在高速路上要求100臺車同時充電是300MW,在電力行業相當于一個中型的發電廠,充電設施要到這么大的容量,根本是不可能的。退一步講,即便達到容量要求,電網利用率也會很低。國家對此有一個估算,電動汽車充電不能充分利用電網現有容量,可能會導致1萬億以上的額外投資,造成資源的巨大浪費。
所以,充電不是簡單的僅僅為了快,它是一個系統性的工程,我們要從各個方面來考慮,尤其是安全,包括用戶的安全,用戶信息安全,電網安全、電池安全,BMS協同和車輛安全,最好對電池也要有一個限制,不允許它超過邊界,超過充電邊界是很危險的。當前行業的充電方式主要靠BMS的管理,決定充電機采取多大的電流電壓充電。特來電的充電管理系統通過結合電網、系統、環境因素,以及電網的專家庫系統進行計算,最終輸出一個相對來講最適合電池的一種充電的電流和電壓。此外,為了進一步提高充電安全,在BMS的基礎上又加了一套主動防護系統,該系統具有對BMS的診斷和主動防護的功能。
總結來講,除了充電速度之外,包括電池安全、電網負荷、充電成本等等,要綜合考慮用何種方式對車充電,買車并不是為了一味追求充電速度,我們更需要的是這輛車安全行駛、長期行駛。目前消費者有續航里程焦慮,主要是因為續航里程還有待提升,以及充電基礎設施建設還不夠健全。等到續航里程提升了,充電設備的布置很完善的時候,大家對這種極端的快充也沒有這么高的渴望了。