【第一电动公开课】关于电动汽车快充的精华讨论都在这里了

第一电动网 杜俊仪
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9月27日,第一电动网举办了第八期公开课,本期公开课的主题是“充电五分钟,行驶两小时的时代即将到来?”,邀请分享各家在快充方面的领先技术和发展路径,解析快充技术的发展现状,应用情况及安全性等问题,并展望未来电动汽车快充技术的前景。

参与沙龙讨论的嘉宾包括:中国科学院物理研究所研究员黄学杰、南京金龙首席科学家张蒙阳、宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)快充项目负责人王升威、特来电智能充电事业部总经理袁庆民。第一电动网CEO邱锴俊担任对话环节主持人。针对江湖上关于快充的种种流言,上述嘉宾作出了最接地气的回应,没有技术奇迹和噱头,只有非常踏实认真,负责任提出来的研究和产品应用,只有这些才是市场可以信赖的、能够应用的产品和服务。

话题一:为了把快充做好,电池企业、整车企业以及充电运营商都承担哪些责任,还有哪些需要提升的方面?

王升威:快充需要足够大的“水龙头”

CATL提供给电动大巴的电池快充能力已经足够,电池如果是水池的话,快充需要一个足够大的水龙头,要充电桩各方面电流足够大。电动大巴目前的解决方案还可以,用双枪充电接近400~450安。针对500安以上的,有些公司在尝试2枪以上的方案,但又不是很好,光是多接几个充电头就又多花了时间,不划算。所以500安以上的配套能力还是需要上下游一起解决。

小车这边快充也会遇到瓶颈,目前由于空间的问题,小车大部分没有考虑双枪,单枪充可以,但是配电量就有问题了。目前小车大约是400伏电压、250安的电流,当配电量超过30度电的时候,就不能支持3C以上的快充了。如果配电量是30度以上,基本上现有的配套设施就达不到充电功率的要求了,30度电对大部分的车型跑不到250公里以上了,这个就是充电桩会遇到一个瓶颈。

宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)快充项目负责人王升威

宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)快充项目负责人王升威

袁庆民:快充限制来自于设施和标准

充电速度提升既有充电设施的限制,也有一些标准导致的。比如现在的250安是国家规定的充电标准限制,按照实际的发展,以后还是有可能往上升。现在有另外一个方案,充电工,可以做到600千瓦,但是它的通用性对提供枪头的方式来讲又差了一些,不符合经济通用的要求,否则只有单独来建这种充电设施。大巴行业像钛酸锂都是采用4C充电,降低电池度数,保证在300千瓦以内满足要求。

特来电智能充电事业部总经理袁庆民

特来电智能充电事业部总经理袁庆民

另外,充电电压从国标上规定的是最大到1000伏,但是目前通用是到两个电压段,一个是500伏,一个是700伏。700伏需要定制化,已经不是通用的。从国外来讲也正在往1000伏上走,相比目前500伏的平台功率可以增加一倍。但是实际上从经济性方面来讲,耐压平台有可能上升一个等级,成本也会提高,带来安全压力。

随着电池技术发展,我们充电桩也跟上,让用户不再怀疑使用及安全性方面的问题。

张蒙阳:产业链需高度配合

跟前几年比,车的动力和储能系统可以选择更多,这一点是长足的进步,以前很明显是电池的瓶颈,现在瓶颈已经转到别的地方去了。选择多,优化途径也很多,追求单一解决方案不见得就是一种健康的方案。

第一电动网新闻图片

南京金龙首席科学家张蒙阳

在产业链配合方面, 乘用车因为量大,人们也愿意花更多时间去做更合适的选择优化,乘用车的成功经验会越来越多移植到大巴上去。我们对前期的开发也会慢慢跟上去。在前期开发定型的时候就按高标准来,至少我的经验,我跟这几家主要的电池供应商,对他们下一代的产品是了如指掌,我设计的东西是基于他们下一代的产品,这种是高度配合的。国内的行业也会走到这一步的,以前做得少一点,以后会做得更多。

话题二:目前主流的一些车企,在快充性能上的设计是否合适,是不是有的过于激进?

黄学杰:快充应该保守一点

产业链要密切合作,而且要保守。不断在刀尖上跳舞是有风险的。电网关心快充的安全,电池厂也会要求必须为快充电池付出安全保障的代价,整车厂也会有要求,客户既然要享受这种方面,你也要为这个付出代价。在这个过程中,一定要把安全放在首位,在紧密合作基础之上,不妨保守一点。

中国科学院物理研究所研究员黄学杰

袁庆民:充电限制条件应该更严格

目前业界很多厂家并没有把安全放在一个很重要的位置。特来电的系统里会有一部分记录充电情况、生产厂家,由此可以推算出电池的衰退情况,还有不同的温度下,充电的限制条件应该更严一点。总的来讲,可能这个行业发展太快,对安全的重视还不是太够,因为招标的需要,有大巴车三个月就出来新车型,电池和BMS都没配合。快充是有好处的,但是应该有一个极限,时间再紧张,追求再高的效率,跟生命和安全比起来还是次要得多。

王升威:快充具有必要性

快充还是有一定必要性的,后面一旦随着补贴的退坡,消费者自己掏钱买电池了,多跑100公里就要多买100公里的电池,消费者可以根据自己的需要去选择跑个一两百公里的电池,再加上快充。另外,很多城市地理空间有限,充电桩建设也有限,提升充电桩的利用效率只能靠缩短时间。本来一个充电桩一两个小时满足了,一天满打满算才是十几辆车。但是15分钟,充电桩的利用效率就会高很多。第三点,电池的能量密度、成本、性价比都做得很好时,有快充更是锦上添花,消费者肯定接受。

值得一提的是,参与本场公开课的听众中有清华大学副研究员刘冠伟,贡献了自己的思考:快充经常是集中白天大规模使用,对电网造成更大的冲击,从充电桩企业的立场,将如何解决这个问题?(点击查看刘冠伟文章《这才是保障电池安全靠谱的快充技术正确的打开方式》)

袁庆民回应称,作为充电桩企业,既要为电动汽车服务,也要对电网服务。特来电研发了CMS柔性充电技术,这就叫负荷约束,按电网最大的用电负荷,假如一共300千瓦,生活用了210千瓦,就只能用剩下的90千瓦了。这样的技术能尽量减少电力设施的改造、再投资,这在业界有一个专有名词叫做有序充电,也叫做V1G的概念。另外一项技术叫做V2G概念,以后电动汽车的保有量达到一定程度,可以进行“消峰填谷”,有可能对电力革命产生很大的作用。目前这个技术还不算成熟,但是已经开始研究了。

刘冠伟还提出,快充会把电池组件从高压往直流方向发展,目前有哪些技术上的瓶颈,还是这块已经是一个成熟技术,只需要工程化就可以了?

对此,袁庆民表示,电力电子的器件过去都是1200伏的平台,或者是1000伏以下的平台。1000伏以下没有特别逾越不了的技术平台,在ACDC转换的平台,因为追求高效,大规模充电过程中讲究效率损耗,讲究高效,就会导致电压范围受限。现在大巴车基本上是700伏,乘用车是500伏平台,如果以后使用1000伏,通用性会大幅度降低。随着技术的发展,以后会有更好的方式出来,涵盖广,相对来讲效率比较高。而且现在电器器件发展得比较好,例如用碳化硅的技术,它的效率是可以提升的,在这种情况下,我们可以考虑它范围可不可以宽一点,适用性更好一点。另外一个,碳化硅的成本目前还是比较高的,往往技术也是在成本、效率各个方面都要做一个均衡。能量密度和功率密度是矛盾的,也许以后出来的产品会兼顾能量密度和功率密度。现在充电在研究光储充的一体化,减少电网的功率过大,也还是有技术解决办法的。

王升威补充了对电池快充可靠和安全性的建议,主要有几个需要确保的方面。一个是电池研发的周期,目前CATL快充电池基本上都是三年以上的开发周期,通过长时间的研发验证,基本上有问题早期就会发现发现。另外,一定要知其然知其所以然,构建整个快充体系,这样就可以从体系上去系统识别问题,把有风险的问题都解决掉,产品开发出来基本上就没有问题。在前两年都做好的基础上,CATL第三年预留空间,目前推出来的产品技术指标具有竞争力。通过这几点,电池方面的可靠性基本上是保障的。

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来源:第一电动网

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