11月20日-22日,2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导,中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办,以“新格局,新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题,共设置“1+1+9+1”项议程,围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在11月21日下午进行的“主题论坛四:大功率充电模式研讨”环节,武汉合智数字能源技术有限公司副总经理李顺章发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
在2015年之前,新能源车辆用户的焦虑主要来自续航问题。但经过近10年的发展,续航焦虑已经转变为补能焦虑。充电功率从2015年的30kW,到2020年左右的60kW,再到2022年的90kW,如今已经达到350kW,整个技术发展速度非常快。
我们看到技术更新迭代非常迅速,从过去的“车·桩·网”静态模式,转变为“车·能·路·云”的动态模式。充电场景的发展已经从陆地扩展到海陆空各个领域,比如低空经济、内陆船等,国家也在积极推进相关政策。
大功率充电的发展趋势主要提现在以下几个方面:
首先,动力电池和半导体技术的发展,使大功率充电从不可能变为可能。其次,大功率充电对电网的稳定性和安全性提出了巨大挑战。我认为,未来智能有序充电和光储充一体化是解决电力平衡问题的关键。第三是智能驾驶和智能座舱的快速发展。第四是充电站和换电站的自动化和智能化趋势。第五是动力电池与交通工具结合的移动特性,带来了充电场景的多样化。第六是海陆空全面发展,目前大家关注的主要是车用充电,但未来空中和水上的应用也会变得同样重要。
超充技术目前主要有两个发展方向:增大电流和提高电压。以往,特斯拉的车辆主要依靠增大电流来提升充电速度,但随着高压供应链的逐渐成熟,小鹏、比亚迪、岚图、理想等企业纷纷进军800V平台。增大电流和提高电压各有优缺点,但随着技术和器件的迭代,1000V超充的性价比不断提升,高电压方案可能会成为未来的重要发展方向。目前,越来越多的企业在推广800V架构的高压平台。
在实践应用方面,我认为超充技术应优先用于高速公路,以满足长途驾驶的需求。虽然城市中也有必要建设超充设施,但应有序推进,全面覆盖并不现实且资源浪费。用户的需求是多样化的,例如在园区或小区内,更需要的是目的地充电设施。
目前,我们已经向市场推出了比较成熟的超充模块柜。另外,我们还打造了一个低碳示范园区,结合光伏储能与充电液冷超充技术,并实现了车网互动,建立了示范站,为低碳出行提供了良好范例。
在重卡和物流车队领域,国内仍以大功率充电为主,尤其是在港口、钢铁、矿山、城市基建园区和城市配送等场景中。我们与一些车企合作,推出了液冷800A充电方案,致力于推动重卡的电动化转型。尽管中国有上千万台重卡,其中60%用于干线物流,但其电动化渗透率依然很低,面临巨大的充电需求挑战。而在欧洲,干线物流领域普遍采用MCS充电系统,这与国内的技术路径有所不同。
我们在重卡领域推出了支持三枪同充的解决方案,以满足更高功率需求。在欧洲的一些干线物流场景中,我们还应用了液冷超充技术,单枪长时间充电时电流可稳定在1500A,有效提升了物流车辆的充电效率和运行稳定性。这一方案在实际应用中表现良好,为长时间运行的重卡提供了可靠的补能支持。
在公交车领域,我们在海外也有许多成功的应用,如采用受电弓形式给公交车充电。欧盟目前已发布受电弓的标准协议,确保了各家受电弓产品的通用性,受电弓分为下降式和上升式两种:下降式在充电时由桩体上的受电弓装置主动下降,与车辆上的集电装置接触完成充电;上升式则是通过车辆上的装置自动升起,与充电桩对接完成充电,这种方式与高铁的充电方式很相似。两种方式的电压可达1000V,最大电流有1000A。像受电弓的这种应用在公交车领域,适应高频次、短时间、快速补能需求场景下的充电技术,能够利用乘客上下车的时间快速补能,有效提升了公交车的运营效率和电动化的覆盖率。
在港口,AGV无人驾驶车辆广泛应用,并采用自动机械臂进行无人充电,电流可达1000A。整个充电过程完全自动化,AGV车辆能够自主对接充电枪,自动完成充电,且无需人工干预。这种无人驾驶与无人充电的结合方案在港口环境中非常普遍,有效提升了港口的运营效率和自动化水平。
在电动船舶领域,例如集装箱船。在武汉阳逻港,我们有一个典型的应用案例,国家电网投资建设了四个箱变储能装置,每个装置的容量为2000度电,总计8000度电,支持高达1500A的充电电流。这种箱变储能的方式不仅大大提高了船舶的补能效率,同时也解决了船舶靠岸充电时间长的问题,进一步推动了内河运输领域的电动化进程。
在机车领域,例如火车头和钢铁厂内的钢包车等,正在逐步实现电动化。以钢铁厂内的火车头为例,其使用两把600A的液冷枪进行充电,总电流可达1200A。相比传统的燃油设备不仅在经济效益上具有优势,也在环境保护和能源利用方面起到了积极作用。
以上是我分享的一些实践案例,谢谢大家。
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)