李超:新形势下大功率超充发展之路

  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22日上午进行的“主题论坛八:山西省充换电产业发展论坛”环节,绿能慧充数字技术有限公司产品中心总经理李超发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

  尊敬的各位领导,各位同仁大家好,很高兴我们在本次新能源充换电的产业论坛,来给大家做一个我们针对于这个行业未来发展的分享。我本次带来的主题是新形势下大功率超充发展之路,在次与大家做一个分享和探讨。
  一、行业发展
  首先介绍一下绿能慧充,绿能慧充数字技术有限公司,是坐落于西安的一家高新技术企业的上市公司公司,主要是以充电、储能、微网作为我们的三大发展业务板块,这三大板块其实是围绕着我们新能源产业发展、未来能源产业发展路线,好去逐步深化融合的一个方向。
  回到本次的一个主题,我们现在新能源行业的发展的话其实已经非常迅速,截止于现在今年,我们新能源,汽车的保有量已经达到2,500万辆以上,预计2025年的达到5,000万辆以上,全球的话是要达到8,000万辆。
  从我们今年9月份数据来看,全国范围内新能源汽车渗透率,已经达到了50%以上,已经连续4个月了。这样的数据的展现的是我们行业现在一个突飞猛进的发展。伴随着这样的发展态势,作为绿能慧充我们作为一个设备及技术服务提供者,我们关注的其实是在这个市场态势下会带来哪些变化,这个变化我们如何去应对?
  我们看到,现在的主流车企,都在加速布局高压超快充的车型,2024年现在已经达到了80多款之多,通过昨天的分享,我们也看到业内已经有车企把800伏超高压的充电车型的价格已经打到了15万的市场价格,基于这样一个的快速的推进的话,我们保守的预测,预计在2026年底高压快充车型的市场保有量也要达到1,300万辆以上,我们随着行业发展的话,800V高压快充车型的数量可能会进一步更多。
  随着这些高压快速的车型迅速的进入市场以后,我们现在的充电态势就会发生一个明显的变化。
  回到我们现在的充电其实是什么样的?我们基本上针对于大部分的这些公共类的这些车型,快充基本上两种应对方式,第一我们早期建设的以120千瓦到160千瓦双枪为主导的一体式的充电系统,这一类的充电站的话,其实已经无法满足我们未来这种超快充的一些车型的充电,它需要面临的这种未来的升级改造如何去做。
  再一个是这种分体式群充的充电系统,它现在面对这种超快充的车型,在随机性的各个车位之间的一个需求,的充电的需求,那如何应对?我们能看到无论是传统的一体化单桩,还是中小功率型的一些群充系统,其实都是不足以在未来这种充电需求极端分布不平衡的情况下,去更好的应对这种需求服务能力的,其实问题是什么?我们的系统总充电功率会大于我们的需求功率,而大于充电功率。所以说系统充电功率很富裕,但是又不能满足充电的需求,在这个时候在这个角度下,其实就是我们的设备的利用率无法达到我们充电需求的一个合理的匹配度。
  在第二个角度的话,其实我们看到现在有很多建站,为了响应充电需求,我尽量满足当地市场的一个平均需求,我们会怎么做?其实是在把变压器的容量,比如说控制在800kVA,充电设备容量我可以提升到900kW、960kW、甚至1000kW,提升近20%的充电容量建设。这样的话其实带来的是我们投资成本扩大。未来态势发展,我们明显的看到超快充的车型逐渐去上量,随便两三辆车有可能很容易就把一个单体的群充系统的充电主机的功率直接就抽干了。其实我们明显能看到未来单体变压器下的充电设备,它的平均充电需求已经需求完全调用所有功率,也就是说的充电设备的同时系数将是无限趋近于1。未来我们建站就应该考虑变压器的容量与充电主机的容量是要进行近乎于趋同的,不能过大不能过小,否则的话都会存在投资成本的提升。
  按照这个场景下发展,如果继续按照原有的技术路线去前进的话,我们未来是无法满足这种的一个快充的需求。以一体化单桩的形式来说,一体化单桩现在的话有很多其实也能再增加一两个模块,可以从120kW升级为160kW或者180kW,但是大功率超充需要的单枪600kW乃至未来的800kW的超充,它是无法响应的。还有第二种的话以现在中小功率的,比如说600kW及以下的这种群充电系统,一般配置一拖六或一拖八充电系统,单车位配充电枪是要达到250A。
  但未来的这些超充车型比例再提升时,单体的功率池做到这么小,未来去升级的时候,我们不建议把这一台主机直接换掉,其实还是想把原有已经建设的资产尽量去利用起来,所以就会发生一个态势,为基本上的建设和充电主机的选择只会是越来越大,大的上限其实会与我们当地市场去申报电力容量的时候,变压器的可申报单就是可申报单体最大的变压器容量为基准,以这个基准去做,未来才能真正保证我们市场在极致的情况下去满足未来操控公司发展。
  我们认为现有的场站未来要进行长期的升级改造,才能保证我们一个充电站在有限的生命周期内,尽量在一次性建设成本较低的情况下,具备不断升级改造的能力,才能真正匹配我们未来充电需求的一个行业发展,保证我们可能运营一个盈利能力。
  二、解决方案
  在这个场景下的话,绿能慧充带来了我们的全新一代的充电的解决方案,那么新产品、新架构、新方案,在这个产品系列里边,我们最大的一个核心亮点其实就是我们真正去打通了场站级的功率分配调度。
  我们早期的话,其实业内大家都去做的都是充电系统主机,想办法去做更好更优的一个功率调配,但是这个调配其实都是在柜内的,无论行业早期走的全矩阵的或者环形的,或者一些其他的矩形的半矩阵的,这种的工具调配其实都是为了解决柜内的调测,其实站在整站的角度来说无法解决我们未来大规模的随机性的超充车型的一个出现。我们带来这一代技术的话,我是可以实现我们单体的这些机型,任意机型之间可以定机,满足我们整体接入的一个需求。比如说我们640kW、800kW和1000kW机型任意组合,可以组合成1280kW,可以组合成1440kW,也可以组成1600kW也可以组成最大的现在可以申报的单体变压器的容量,现在基本上在2000千伏安,以这种态势的话是真正去满足未来我们充电行业的一个发展。
  在真正建设下来以后,一个场站比如说是一台1600kVA的变压器,真正把所有下端带的充电枪,能把功率模块与变压器之间完全打通,才能真正去保证设备利用率达到极致,不会浪费变压器容量,降低投资成本。
  在目前态势下,可提高我们设备利用率的20%,那随着未来大功率充电需求的车辆的比例不断提升,功率利用率的提升比例会进一步增加。
  第二个方面的话就是我们的产品设备的一个定型,我们定下规格的话就是在640kW,800kW,1000kW,组合方式可以带来1250kW、1600kW和2000kW,与变压器选型完全匹配,任何一种模式,任何一个选择,我都达到未来的1:1的需求匹配,这样才是一个最优的最省成本的一个建设方式。
  同时它的充电终端的选择的话,其实我们是提供了比较多的一个方案。我们现在能看到大部分的行业内说到250A升级到400A,这条路线走的是一种公共快充站,我们面临的是这种乘用车型,就算它的一个电流达到400A,它的持续时间不会太长,所以应对这种的自然冷却的需求,其实是能满足他,因为他只需要一个短时间的超快充的需求就可以了。
  同时另外一种的话有一些高端车型,或者进一步是我们的重卡,它的充电需求其实是需要一个长时大功能。在这个角度的话,其实我们现在从400A及以上的方向,我们都走的是全液冷的这种模式,他才能真正去满足我们未来就是快充里边长时间应用这样一个模式。所以我们的终端提供400A、600A、800A的选择,完全匹配我们未来产业的一个发展模式。
  基于这样的一个产品类型的推广的话,我们认为建设场站的话,其实这样三个阶段更有利于我们去把控我们自身的一个成本。从充电本身的角度来说,首次建站我考虑的肯定是基于我当地的充电功率的平均需求率,也就说比如说我们山西,我们太原可能是以出租车、网约车这些为主导居多的,比如说物流相对的室内物流不是特别多,我们平均的需求功率我还是控制单枪60千瓦是相对合理的。
  随着市场的发展,有可能两年以后三年以后单枪平均60kW不足了,我没有办法竞争的过,新建的这些场站的单枪服务能力还达到70kW达到80kW,那我场站应该怎么办?从充电本质上来说肯定是要扩容,至于说扩的容量是需要从变压器来,还是从光伏从储能来都可以,但是充电设备本身之间,我们扩容了以后要保证设备之间的功率共享打通,要保证的是一个场站内,比如说30把枪,都是可以任意去调用变压器下的任意一个充电模块,去提升设备的利用率。
  在第三个阶段的话,随着超充的车型有一个很大比例的普及,目前大家其实面临这个点,就是我们不确定未来我们哪一个车位的枪去升级成液冷超充枪才是最合理的。因为我们场站建设的进出通道口的选择不一样,会导致我们在不确定的车位做液冷超快充比较合理,要保证我们任意一把枪都具备能去置换成液冷超充,达到600A或者800A的能力,同时我们还不会去把原有的铺设的电缆施工浪费掉,这样三个阶段,才能真正去满足我们未来超充车辆在渗透率达到百分之六七十以上的时候,我们任何一个场站都具备完全匹配的充电能力。
  同时充电站发展到这个阶段的话,其实对电网的冲击来说是非常大,我们知道充电站的用电负荷特性,决定了对电网来说它就是一个脉冲型的供电负载,对电网是极不友好的,所以一部分的成本未来会让电网自身去解决,在发电和输电和配电侧都有建一些公用性的共享储能去做电网的调度资源。
  其实还有一个方面是我们站内也需要去解决的,就是我们的设备自身去增加光伏和储能系统,去保障我们未来场站建设为光储充一体化场站,并接入调度系统,保证我们站内用能负荷相对均衡的情况下,还能去接受电网的调度系统。
  三、产品介绍
  回到产品的话,我们产品的话这块推出的话是有几个很多特点,除了我们刚才说到最符合市场发展的一个功率共享,同时里边细节的一些参数,其实也是瞄准未来十年的一个发展态势,比如说我们现在单回路做到输出电流达到400A,双路输出即可达到800A。
  我们未来就是支持每一个终端双路可以支持业务发展活动的模式,同时终端的模式相对来说比较科学,可选的方式比较多。第二个的话就是说高效,第一我们是引入了碳化硅的模块,从测试曲线能看出来,它在全范围段的效率点基本上是能相对于传统的科技模块还是能达到提升一个百分点。
  还有我们最优的一个模块调动的策略,整站级的设备功率的调动率提升,可以使整体运营效率能提升一个百分点。同时还有我们磁保持接收器的一个选型,包括我们内部的散热的一个分区控制算法,进一步去降低我们在待机状态的一个损耗。
  再一个是智能,智能的话现在不光是我们设备连接第三方的任何一方的设备,充电运营平台,市场监管平台互动的话都会解决到我们的设备管理。在设备管理平台里边,我们会有OTA的升级,故障预测,实时预警,我们会去监测我们核心部件的一些运营的数据记录和分析,去提前预测预警我们的设备的故障状态,并进一步保障我们市场就是运行的一个后服务市场。
  安全的话,其实作为一个行业的基本的,绿能慧充在2018年之初,最早就做了主动安全管理的能盾防护系统,搭载了我们的设备中,目前安全策略累计已经达到了90项,防护内容越来越细,防护能力越来越强。主动发现提前预警,及时处理这个问题这样一个逻辑电路去保证我们设备端去做到进行防护,同时也可以与平台端建立信心互通。
  可靠性方面,我能更关注系统级的可靠性设计,核心的充电模块我们从2018年就切入全灌胶的模块,并在系统层面做了分仓控制(动力仓与控制仓分仓设计),配置高致密度的防尘网,搭配自主专利护字型防护百叶,全套的系统可以做到在风雪、雨水、沙尘等各种极端环境下全面维护。
  最后是友好性,友好的话对两方面的使用者来说,第一是我们的厂商运营方,第二是我们的充电司机,设备接入到我们后端的设备管理平台,使我们每一位场站主都可以通过手机端很容易的看到场站里边的每一把枪实时的工作状态,出现异常后,会及时推送状态信息到我们的运维的人员的手中,可以在第一时间处理异常问题。同时在与充电体验者来说的话,其实是在我们的故障状态,SOC状态显示已经是绿能慧充的标志性方案,形成体系化的产品涉及风格,液冷超充枪的使用,可以将枪线重量降低70%以上,在高度1.3情况下,枪线整体重量仅为2.3kg,单手很容易就可以操作充电。
  四、行业应用
  我们新一代的充电系统已经在全国范围内大规模使用,很多的场站都已经采用了这种多机并联的这么一个模式,可以很明显的提升场站的充电服务能力。
  我的分享就到这了,谢谢大家。
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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