8月4日上午,第二届中国电动汽车充电设施技术创新大会在常州开幕。本次大会由中国电力企业联合会电动交通与储能分会、能源行业电动汽车充电设施标准化委员会主办,星星充电承办,以“绿色低碳、安全高效、创新引领”为主题,聚焦充电设施领域行业痛点,着眼技术变革,解读充换电领域前沿趋势,共同探索行业创新发展。

中国电力企业联合会副秘书长兼中电联标准化管理中心主任刘永东带来了题为《电动汽车充电设施技术及产业发展报告》的演讲。内容实录如下:
这个环节是想跟大家回顾和展示电动汽车充电设施的总体发展情况和产业未来发展的情况,包括传导充电、无线充电和换电技术在内。应该说“十三五”期间,我们的充电设施得到了快速的发展,我们的电动汽车的规模已经达到了1000万辆,进入了快速发展期。
我在今年年初的文章中谈到了S曲线的理念,也是借鉴别的领域里面过来的。S曲线指的是在一个产业的爆发初期爬坡比较慢,但是到了一定的规模以上就进入了S上升的曲线,进入了快速增长期。我们的规模不断的扩展,技术不断的变化,产业生态不断的变化,在这个时候怎么思考和考虑,也是各个企业所需要面临的问题。
在这个过程中,不管怎么变,技术是我们最重要考虑的因素,这个市场逻辑是我们最重要的考虑因素。因此在这个过程中,我们必须要高度重视技术发展的变化梳理及背后的逻辑关系。为此,国家能源局出台了《关于进一步提升充电设施服务保障能力的实施意见》。
最初出台这一文件,是想作为“十四五”的重点实施规划。因为2015年出台了第一个规划,提出了充电设施发展的规划,促进了产业大的发展,针对“十三五”期间突出的问题,包括我们的规划,包括我们的技术路线和各个场景,甚至包括了金融各方面,提出有针对性的意见和措施。这里面特别要强调,关于适度超前问题,因为基础设施的发展离不开适度超前的布局,同时也谈到了智能高效的发展要求,希望在座的各位关注这个文件。
接下来分重点领域、场景、技术,和大家分享目前整个领域的发展近况。
第一个是大功率充电。非常可喜的是,我们从2016年第一次会议讨论大功率充电以来,经过六年的培育,行业得到了高度的认可,认为需要大功率充电解决充电体验差的问题,现在行业内正在研究发展兆瓦级充电。因为我们对电动汽车的充电还可以延伸到电动重卡、电动飞机,因此目前世界上正在探索兆瓦级充电的发展,在这个过程中间得到了广泛的关注和支持。
大功率充电不仅仅是一个接口,它是一个系统工程,包括车、枪、桩等,希望大家高度重视。同时,要求大家高度重视温度的管理和监控。大功率充电必然带来安全隐患,所以开展液冷和加强温度管控尤为重要。关于如何准确把握充电连接器中的温度带来的变化,从而来保证充电过程中,温度上升对产品系统的破坏,包括接口组件、检测方法等,带来了挑战,假如采用800V,会相对降低电流的温度。
无线充电也是绕不开的话题。受条件限制,无线充电还没有广泛应用,但是非常可喜地看到,目前国内有量产车型推出作为高配来选配使用。无线充电的好处是对电网存在天然的、自然的连接,对今后电动汽车与电网的互动提供了较好的连接条件。无线充电的技术涉及面较广,是基建、电池、通信整体的结合,是相对比较复杂的环境,技术难度也比较大。其中安全问题是行业比较关注的话题,基建安全、功能安全、热管理、电池安全等等,挑战难度比较大。
还有一个非常重要的因素,就是互换性的问题,涉及到车端,不同厂家、不同型号,甚至不同功率,如何实现互换性的问题。非常可喜的是,目前已发布了无线充电一系列的相关标准,提出了无线充电基础标准支撑,也提出了具有中国自主知识产权的标准线圈,解决了无线充电的接口问题。
有了无线充电,实际上还有一个分支,就是机械臂的辅助充电,目前形式比较多。一般来讲,包括城市公交的充电弓,也包括充电机器人、乘用车充电机械手。
上面三种情况,条件不一样,情况不一样,要求也不一样,但是中间非常核心的问题还是识别的问题:一个标准互换性的问题;还有一个通讯控制的问题。这是困扰着产业发展,特别是互换性涉及到标准的问题,也是难度挑战较大的问题。针对这个问题,市场上做了不少的探索。现在来看,公交车的充电市场化、产业化推广相对好一些,其他领域还在探索。我们可以看到,标准化越欠缺,越难让产业进行推广。
这两年换电非常火,换电的兼容性、互换性和行业的难点,不完全是技术问题,更多是行业问题、商业模式的问题。同时数据的互联互通也需要解决,打通电池打通车。
重卡换电具有非常好的前景,有非常好的商业模式,比较能解决相关问题,当然我们现在重卡换电也分后备式和底盘式。底盘换电能更好地解决车的承重问题。2020年工信部能源局开展重卡试点城市,在换电的国家标准,包括接口标准、通讯协议标准和设计规范,在试点城市进行交流和总结,希望在标准化方面能够迈出坚实的一步。
第四个方面,关键元器件和计量。充电桩在运行过程中,老百姓要掏钱支付费用,计量的准确性变得尤为重要。从标准上来讲,我们有关于交流计量的技术规范,同样也有相关的交流计量的检定规范,在这两个标准之间存在一定差异,这是客观现实。我们在满足国家要求的基础上,让设备更加安全可靠,同时也更加准确地计量,来实现充电设备的正常运维。
网络安全看着远,也很近。网络安全会提到我们的日程上,虽然平台和用户App可以套用现有网络信息相关要求,但是充电设备本身还是一个薄弱环节。特别是包括我们的充电模块,很容易受到攻击,要高度重视对薄弱环节的控制。
模块是关键的元器件。这两年得到了快速的发展,包括大功率模块发展越来越显著,从以前谈的比较多的15千瓦、20千瓦,现在是30千瓦、40千瓦,甚至更大功率的模块也出现了。而标准化也是非常有意义的话题,前几年谈模块的尺寸,行业内争论较大,现在则越来越聚合,这跟产业形态的发展是密不可分的。
液冷,或者是独立封道也是模块中非常重要的一个环节,现在来看,采用液冷的技术能更好地解决设备在各种恶劣条件下所需的安全性、可靠性问题。当然,液冷本身也有困难,比方说成本、今后的保养等。
噪音也是一个问题。我们在标准中提出一个要求,但是我们在实际的场景中,老百姓还是有些抱怨。在这个过程中,我们的研发机构在模块的噪音问题上、防护设计上希望能有进一步研究,进一步提高我们这些模块防护水平。
在实现大功率导致温度上升的问题中,我们提到了液冷,液冷技术包括水冷和油冷,这其中带过来的绝缘问题和防护问题,也需要得到更好的解决。
电动汽车跟电网的互动是2010年就谈的问题,我们行业必须要考虑的问题,第一个是有序充电,解决同样容量上更多充电的问题,随着时间越来越得到体现和应用了。第二就是我们的负荷的聚合,实现所有电动汽车在一个城市里面的有序充电,这个问题也越来越显现,特别是今年咱们的东部沿海地区,天气非常热,需要解决负荷的聚合问题,现在包括在天津、北京,很多城市也开始在演示整个城市规模级的聚合的问题,也解决车网有序充电的问题。
V2G是我们希望实现电网、电动汽车大规模交互的应用,现在更多谈的是在微网下的充电和放电,谈的是电动汽车和楼宇、家庭这样的场景下的充电放电。但是我们希望实现更大规模的有序充电和放电,实现真正意义上的V2G发展,当然这还需要得益于电力市场的建设,相关配套的整体发展才能实现。