大功率快速充电的挑战-北极星储能网

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充电问题已经成为电动汽车产业发展的关键。中国电动汽车百人会将电动汽车的充电问题作为今年的重点课题，目前已召开两次相关研讨会。

在最近的一次研讨会上，大功率快充的解决方案被首先拿出来讨论。南京南瑞集团国际部副主任倪峰表示，大功率充电的需求非常明确。从全球来看，商用车、出租车、网约车等营运车辆对于大功率充电的需求最为迫切。此外，长途旅行对于大功率充电也有较大需求。而对于中国来说，除了以上需求外，一些特大型城市，例如北、上、广、深，由于车主很难找到车位进行充电，因此对大功率充电也有一定需求。

1车企决心不同

与充电行业目前普遍面临着盈利难的处境相比，车企更有动力去做大功率快充的推手。百人会研究报告显示，如果350kW大功率充电变为现实，随着电池技术的不断突破，当电动汽车的续航里程达到500km左右时，电动汽车与燃油汽车从使用习惯上来讲已无多少区别。

然而在尚无相关标准引导的情况下，即便是最有动力先切入进去的车企，决心和进度也不尽相同。

350kW的充电技术对整车提出了1000V左右电压平台的要求。关于汽车电压平台，大部分车企表示今年还是会集中在360V左右。上汽的考虑在于，“还是一个先有鸡还是先有蛋的问题，如果说市面上有这种大功率的充电桩，车企会考虑大规模提升电池电压”。吉利则主要是从汽车零部件供应的角度，“目前市面上的高压零部件配套还不是很健全，后续的选型、试制和验证等还需要一定的过程”。

整车高压平台研发是一个或早或晚的问题。据北汽与会代表介绍，目前北汽的电压平台规划已经到了700V，主要是基于未来A级以上车型对续航里程的刚性需求，“快充一旦在这个领域里形成市场就是不可逆的，就像加油一样，好的车会加95的油，不再是92的油，700V左右的电压是合适的，在2020~2025年，充电电流在400A以上，系统输出功率达到280kW，5分钟可充电电量达到23.3kWh”。

2标准的呼唤与谨慎

国外车企已经开始在1000V电压平台上试水，压力之下，国内车企开始寄希望于大功率快充标准的尽快出台，以此来引导车企的开发。

据倪峰介绍，我国已经成立了大功率充电标准工作组，但具体的验证工作还要等到明年才能开始开展，初步定的是在200~300kW功率，500~700V电压情况下实现400安培的充电。

以往新旧国家充电标准不兼容问题的出现，让标准制定工作组有些谨慎。“接口标准影响太大了”，中国电力企业联合会标准化中心副主任刘永东称，“再制定标准时将和以往两次都不太一样，更多的是把标准的需求、标准的研制和试点示范结合在一起，不是说完全等产业起来了再做标准，也不是说完全先把标准做好了企业再进行产品开发，实际上是一个交互的过程”。

一定的实验验证和数据积累，还是需要一批敢于吃螃蟹的车企。

吉利在今年的计划上往前迈了两步，制定了阶梯式的电压平台升级计划，2020年为650V、180kW，2025年实现1000V、350kW。“650V平台为电动商用车电压平台，零部件研发体系健全，核心电子器件产品成熟，所以整个操作性比1000V或者800V稍微容易一点”。

3供应链的压力

650V和700V的电压平台对电池提出了3C~4C充电倍率的要求。百人会副理事长欧阳明高从技术的角度分析了电池企业可能面临的压力。目前我国的动力锂电池充电倍率大多在2C，以宁德时代为代表的电池企业也已经研制出190Wh/kg能量密度下的4C电池，然而电池企业还有在2020年实现300Wh/kg能量密度的任务，要同时实现这两个目标，并且要兼顾电池寿命、安全性等，“我认为2020年肯定无法实现，2025年能不能实现还无法估计，高比能量和高功率密度是矛盾的，锂硫电池已经被排除在外了”。

半导体企业英飞凌也面临着类似的压力。英飞凌的IGBT产品目前主要是用在充电桩上，汽车级的车载IGBT模块对尺寸、重量、耐压性能等都提出了更高的要求。“车载大功率充电对新的碳化硅产品的需求，目前在产量、技术以及成本上都很难实现，我们有1200V的汽车级车载IGBT模块，问题就在于耐压上去了，从650V、750V提到了1200V，但承载电流的能力还是偏小的，所以我们把它定位为一个很高端的产品，它和传统的一些低端场合应用的IGBT还是会长期并行的”。

大功率快充要克服的显然更多是技术上的难题。而与会的专家也从不同的角度给予了一些技术辅助建议。中科院电工所陈永翀教授建议大功率快充可以和储能电站结合起来，通过VEG(vehicle-energystation-grid)的方式替代未来对V2G(vehicletogrid)的需求，减少电动车与电网互联的成本，延长电池的寿命，增加大功率快充的经济性。来自电力规划设计总院的专家表示，如果车企将大功率的变速器车载，直接接入配电网进行充放电，为电力系统提供调频调峰服务，电力系统有可能为大功率快充提供一个专用电压等级的充电网络。

技术上的问题还需要各方多行多试，但大功率快充随之而来的是一个正在启动的乘用车主流市场，与之前的充电行业苦苦找不到商业模式相比，相信大功率快充将迎来充电行业真正的春天。

国标委发布《电化学储能系统储能变流器技术规范》

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大功率快速充电的挑战

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