大功率快速充電的挑戰(zhàn)

　　充電問題已經(jīng)成為電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵。中國電動汽車百人會將電動汽車的充電問題作為今年的重點課題，目前已召開兩次相關研討會。

　　在最近的一次研討會上，大功率快充的解決方案被首先拿出來討論。南京南瑞集團國際部副主任倪峰表示，大功率充電的需求非常明確。從全球來看，商用車、出租車、網(wǎng)約車等營運車輛對于大功率充電的需求最為迫切。此外，長途旅行對于大功率充電也有較大需求。而對于中國來說，除了以上需求外，一些特大型城市，例如北、上、廣、深，由于車主很難找到車位進行充電，因此對大功率充電也有一定需求。

　　1車企決心不同

　　與充電行業(yè)目前普遍面臨著盈利難的處境相比，車企更有動力去做大功率快充的推手。百人會研究報告顯示，如果350kW大功率充電變?yōu)楝F(xiàn)實，隨著電池技術的不斷突破，當電動汽車的續(xù)航里程達到500km左右時，電動汽車與燃油汽車從使用習慣上來講已無多少區(qū)別。

　　然而在尚無相關標準引導的情況下，即便是最有動力先切入進去的車企，決心和進度也不盡相同。

　　350kW的充電技術對整車提出了1000V左右電壓平臺的要求。關于汽車電壓平臺，大部分車企表示今年還是會集中在360V左右。上汽的考慮在于，“還是一個先有雞還是先有蛋的問題，如果說市面上有這種大功率的充電樁，車企會考慮大規(guī)模提升電池電壓”。吉利則主要是從汽車零部件供應的角度，“目前市面上的高壓零部件配套還不是很健全，后續(xù)的選型、試制和驗證等還需要一定的過程”。

　　整車高壓平臺研發(fā)是一個或早或晚的問題。據(jù)北汽與會代表介紹，目前北汽的電壓平臺規(guī)劃已經(jīng)到了700V，主要是基于未來A級以上車型對續(xù)航里程的剛性需求，“快充一旦在這個領域里形成市場就是不可逆的，就像加油一樣，好的車會加95的油，不再是92的油，700V左右的電壓是合適的，在2020——2025年，充電電流在400A以上，系統(tǒng)輸出功率達到280kW，5分鐘可充電電量達到23.3kWh”。

　　2標準的呼喚與謹慎

　　國外車企已經(jīng)開始在1000V電壓平臺上試水，壓力之下，國內(nèi)車企開始寄希望于大功率快充標準的盡快出臺，以此來引導車企的開發(fā)。

　　據(jù)倪峰介紹，我國已經(jīng)成立了大功率充電標準工作組，但具體的驗證工作還要等到明年才能開始開展，初步定的是在200——300kW功率，500——700V電壓情況下實現(xiàn)400安培的充電。

　　以往新舊國家充電標準不兼容問題的出現(xiàn)，讓標準制定工作組有些謹慎?！敖涌跇藴视绊懱罅恕?，中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準化中心副主任劉永東稱，“再制定標準時將和以往兩次都不太一樣，更多的是把標準的需求、標準的研制和試點示范結合在一起，不是說完全等產(chǎn)業(yè)起來了再做標準，也不是說完全先把標準做好了企業(yè)再進行產(chǎn)品開發(fā)，實際上是一個交互的過程”。

　　一定的實驗驗證和數(shù)據(jù)積累，還是需要一批敢于吃螃蟹的車企。

　　吉利在今年的計劃上往前邁了兩步，制定了階梯式的電壓平臺升級計劃，2020年為650V、180kW，2025年實現(xiàn)1000V、350kW?！?50V平臺為電動商用車電壓平臺，零部件研發(fā)體系健全，核心電子器件產(chǎn)品成熟，所以整個操作性比1000V或者800V稍微容易一點”。

　　3供應鏈的壓力

　　650V和700V的電壓平臺對電池提出了3C——4C充電倍率的要求。百人會副理事長歐陽明高從技術的角度分析了電池企業(yè)可能面臨的壓力。目前我國的動力鋰電池充電倍率大多在2C，以寧德時代為代表的電池企業(yè)也已經(jīng)研制出190Wh/kg能量密度下的4C電池，然而電池企業(yè)還有在2020年實現(xiàn)300Wh/kg能量密度的任務，要同時實現(xiàn)這兩個目標，并且要兼顧電池壽命、安全性等，“我認為2020年肯定無法實現(xiàn)，2025年能不能實現(xiàn)還無法估計，高比能量和高功率密度是矛盾的，鋰硫電池已經(jīng)被排除在外了”。

　　半導體企業(yè)英飛凌也面臨著類似的壓力。英飛凌的IGBT產(chǎn)品目前主要是用在充電樁上，汽車級的車載IGBT模塊對尺寸、重量、耐壓性能等都提出了更高的要求?！败囕d大功率充電對新的碳化硅產(chǎn)品的需求，目前在產(chǎn)量、技術以及成本上都很難實現(xiàn)，我們有1200V的汽車級車載IGBT模塊，問題就在于耐壓上去了，從650V、750V提到了1200V，但承載電流的能力還是偏小的，所以我們把它定位為一個很高端的產(chǎn)品，它和傳統(tǒng)的一些低端場合應用的IGBT還是會長期并行的”。

　　大功率快充要克服的顯然更多是技術上的難題。而與會的專家也從不同的角度給予了一些技術輔助建議。中科院電工所陳永翀教授建議大功率快充可以和儲能電站結合起來，通過VEG（vehicle-energystation-grid）的方式替代未來對V2G（vehicletogrid）的需求，減少電動車與電網(wǎng)互聯(lián)的成本，延長電池的壽命，增加大功率快充的經(jīng)濟性。來自電力規(guī)劃設計總院的專家表示，如果車企將大功率的變速器車載，直接接入配電網(wǎng)進行充放電，為電力系統(tǒng)提供調頻調峰服務，電力系統(tǒng)有可能為大功率快充提供一個專用電壓等級的充電網(wǎng)絡。

　　技術上的問題還需要各方多行多試，但大功率快充隨之而來的是一個正在啟動的乘用車主流市場，與之前的充電行業(yè)苦苦找不到商業(yè)模式相比，相信大功率快充將迎來充電行業(yè)真正的春天。