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發(fā)展大功率充電技術(shù)需循序漸進(jìn)
日期:2022-04-27   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:chengling 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
電動(dòng)汽車(chē)是新能源汽車(chē)中最重要的組成部分,截至2022年3月底,我國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)891.5萬(wàn)輛,其中純電動(dòng)汽車(chē)保有量724.5萬(wàn)輛。另?yè)?jù)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“充電聯(lián)盟”)統(tǒng)計(jì),截止到2022年3月,我國(guó)公共充電樁保有量已達(dá)到123.2萬(wàn)個(gè)。無(wú)論是新能源汽車(chē)保有量還是充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),我國(guó)都走在了世界前列。

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的核心零部件,近些年來(lái)隨著研發(fā)力度的持續(xù)加大,電池性能不斷提升、成本不斷下降。與2012年相比,2021年動(dòng)力電池單體比能量提高了1倍,銷(xiāo)售價(jià)格僅為當(dāng)年的1/4,充電倍率也顯著提升。目前,已有主流電池企業(yè)根據(jù)整車(chē)企業(yè)需求開(kāi)發(fā)充電倍率達(dá)到3C及以上的動(dòng)力電池,10~20分鐘充電容量可達(dá)80%,循環(huán)1000周左右,電池SOC(荷電狀態(tài))保持率在95%以上。

對(duì)動(dòng)力電池而言,大功率充電的難點(diǎn)在于如何平衡因增加防止熱失控采取的措施而導(dǎo)致電池系統(tǒng)能量密度下降以及成本上升的問(wèn)題。因此,大功率充電需要綜合平衡相關(guān)要素漸進(jìn)推廣。經(jīng)過(guò)約10年的發(fā)展,動(dòng)力電池的技術(shù)性能已逐步適應(yīng)大功率充電需求,電動(dòng)汽車(chē)已基本具備和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的最關(guān)鍵要素——即兩者之間相近的能源補(bǔ)給效率。

充電聯(lián)盟曾在2021年上半年對(duì)電動(dòng)汽車(chē)大功率充電相關(guān)情況進(jìn)行調(diào)研,并完成相應(yīng)的研究報(bào)告。在該報(bào)告中,將大功率充電定義為充電功率在350kW以上,充電10~15分鐘(與傳統(tǒng)燃油車(chē)的加油時(shí)間接近),以單槍方式給車(chē)載動(dòng)力電池傳導(dǎo)充電的技術(shù)。由于傳導(dǎo)大功率充電的充電電流超過(guò)250A,充電電壓可達(dá)1000V,部分技術(shù)要求超出了2015版國(guó)標(biāo)所要求的充電接口及通信協(xié)議的參數(shù)范圍,因此需采取必要措施進(jìn)行溫度管理以及充電過(guò)程控制,才能適應(yīng)大功率充電要求。早在2017年,充電聯(lián)盟已就大功率充電有關(guān)情況對(duì)整車(chē)企業(yè)進(jìn)行了摸底,發(fā)現(xiàn)乘用車(chē)量產(chǎn)車(chē)型的電壓平臺(tái)普遍集中在300~500V之間,而充電電流則普遍不到250A。

基于行業(yè)現(xiàn)狀,近日工信部發(fā)布了GB/T 20234.1《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分:通用要求》推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)稿(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《征求意見(jiàn)稿》)?!墩髑笠庖?jiàn)稿》在2015版國(guó)標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確了3項(xiàng)內(nèi)容:一是交流充電接口和直流充電接口的型式與尺寸分別在GB/T 20234.2和GB/T 20234.3的基礎(chǔ)上保持不變;二是提出液冷系統(tǒng)作為主動(dòng)冷卻的常見(jiàn)方式,在不改變2015版國(guó)標(biāo)接口尺寸和具備主動(dòng)冷卻條件的前提下,為充電電流提供最高至1000A的電流優(yōu)選值;三是提供1000V和1500V的電壓優(yōu)選值供行業(yè)選用。根據(jù)上述技術(shù)指標(biāo),可以滿(mǎn)足高達(dá)1000kW的充電功率,為動(dòng)力電池及電動(dòng)汽車(chē)留出了足夠大的技術(shù)發(fā)展空間。此次修訂,除了規(guī)定為適應(yīng)實(shí)現(xiàn)大功率充電所需要的高電壓大電流及其所必需的熱管理要求外,還針對(duì)2015版國(guó)標(biāo)在近7年的行業(yè)應(yīng)用中所暴露出來(lái)的其他操作性問(wèn)題和潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,是在保持新能源汽車(chē)及充電設(shè)施平穩(wěn)發(fā)展基礎(chǔ)上所做的一次系統(tǒng)性修訂。

調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,有65%的被調(diào)研企業(yè)(包括11家整車(chē)制造企業(yè)、3家設(shè)施運(yùn)營(yíng)企業(yè)和1家設(shè)施制造企業(yè))明確表示,希望國(guó)家層面盡快在2015版國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上升級(jí)以滿(mǎn)足大功率快充的應(yīng)用需求。目前,市場(chǎng)上已有多款車(chē)型續(xù)駛里程在500公里以上,多家企業(yè)還將陸續(xù)推出續(xù)駛里程在700~1000公里的車(chē)型。隨著車(chē)輛續(xù)駛里程的不斷增加,不少用戶(hù)迫切需求更大功率的充電技術(shù)和更快的充電速度,希望充電時(shí)長(zhǎng)在20分鐘甚至更短。而按照2015版國(guó)標(biāo)充電接口的要求,續(xù)駛里程在450公里及以上的電動(dòng)汽車(chē)直流充電需要1~2小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。在“里程焦慮”已基本解決的情況下,“充電焦慮”將成為電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化路上最大的攔路虎。目前,用戶(hù)的“充電焦慮”主要是由于自用充電樁建設(shè)難度較大、公共充電點(diǎn)位布局不夠合理和公共充電樁充電功率較低這3方面原因造成。根據(jù)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,我國(guó)將推廣“智能有序慢充為主、應(yīng)急快充為輔”的居民區(qū)充電服務(wù)模式,加快形成適度超前、快充為主、慢充為輔的高速公路和城鄉(xiāng)公共充電網(wǎng)絡(luò)。為此,一方面要進(jìn)一步破解充電樁進(jìn)居民區(qū)難題,結(jié)合智能有序充電技術(shù)加大居民區(qū)自用慢充樁的建設(shè)力度,以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)回家充電的遠(yuǎn)期愿景;另一方面,要有針對(duì)性地建設(shè)點(diǎn)位布局合理、設(shè)施數(shù)量適當(dāng),能夠?qū)崒?shí)在在發(fā)揮應(yīng)急補(bǔ)電作用的大功率快充網(wǎng)絡(luò)。

在自用充電設(shè)施得到大力發(fā)展后,沒(méi)有改造空間的老舊居民區(qū)的電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù),出租車(chē)、物流車(chē)等時(shí)間成本較高的運(yùn)營(yíng)車(chē)輛用戶(hù),以及高速公路長(zhǎng)途行駛的車(chē)輛用戶(hù)這3大類(lèi)群體的充電需求將較多依靠大功率快充網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿(mǎn)足。

從調(diào)研情況看,由于大功率充電需要優(yōu)化動(dòng)力電池安全管理和提高車(chē)輛電壓平臺(tái),成本會(huì)增加15%~20%。因此,相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi),車(chē)企僅會(huì)針對(duì)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛、高端私家車(chē)型配備滿(mǎn)足大功率充電的動(dòng)力能量系統(tǒng)??傮w來(lái)看,發(fā)展大功率充電技術(shù),需要綜合車(chē)輛安全管理、高壓器件自主可及以及成本等因素,是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。發(fā)展大功率充電技術(shù)能有效緩解充電焦慮,不過(guò)需要設(shè)施端和車(chē)輛端的緊密協(xié)同,以保障充電設(shè)施行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展。

原標(biāo)題:發(fā)展大功率充電技術(shù)需循序漸進(jìn)
 
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來(lái)源:中國(guó)汽車(chē)報(bào)
 
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