盛弘电气股份有限公司 充换电产品线首席技术官 刘伟
01、充换电行业的发展趋势
2024年是里程碑式纪念意义的一年,今年乘用车渗透率超过50%,这也是首次新能源车超过传统的燃油车,而这其中800V平台车辆需求增长迅速,800V平台车辆的渗透率也已超过了10%,这也预示着汽车电动化成为行业的大趋势,大功率成为行业的大趋势,未来也即将进入超充的新时代。
纵观充换电行业的发展趋势,我们可以把整个行业分为三个阶段。
第一个阶段超充1.0,从2019年-2021年时间段,这里面主要是以保时捷、特斯拉为代表的车企进行超充验证和实验,这里面基本上以充电运营车辆为主。而到了超充2.0阶段,2022-2025年阶段,也就是我们当前所处的阶段,无论是车企技术还是桩企技术逐渐发展成熟,国家相应政策发布的也逐渐齐全,超充以及快充车辆的发展达到了发展的顶峰时代,超充车辆开始朝着私家车的方向发展。
超充3.0,2026-2028年以后,这个阶段以私家车为主,像高端B级、C级的私家车,基本上完成800V平台400A&800A充电电流的转化,这个时候多超充车同时充电需求会逐渐的提升。
02、充电市场的发展状况
未来是美好的,我们仍要立足于现状,整体看一下当前充电市场处在什么样的状况。2022年之前整个充电车结构,充电电流小于250A的车型占绝大多数,2022年以后整个发展趋势变了,开始朝着大功率,像充电电流大于250A甚至超过400A的充电电流在逐渐激增,这就代表着未来超充车布局,超充车的需求功率也会越来越大。
这里有一组数据表明,2023年新能源汽车支持400A充电电流车辆保有量超过200万辆,基于现在120kW,250A国标枪充电基础下,这200万台充电需求超过400A充电电流的车辆,充电体验是受限的,达不到超充的体验感,从运营商厂家角度来讲,在超充1.0时期基本上没有什么超充的需求,大家超充的需求很少,以运营车辆为主。超充2.0阶段,私家车逐渐扩张,充电站充电桩数量增多,在常规基础上搭配一到两个超充枪来满足少部分超充需求就够了,这是当前的现状。
到了超充3.0阶段,整个场站已经进入布局的新时代,需要搭配2-6把超充枪,这个时候会出现一种状态,超充车会同时跑到一个场站去充电,超充的需求超过了兆瓦,这就对整个场站的电力供应和共享功率池要求提出巨大的挑战。
当前基于电网的情况,国家政策也在积极引导电网能力的扩张,数据也显示出来,630kVA以下的变压器需求逐渐降低,800kVA-1250kVA的需求在逐渐的升高,从电网容量角度来说整个配电网络也是进入兆瓦级电力供应的时代,国家也在引导一些新能源接入来补充电力。
峰谷电价的模式,无论是运营商还是各个板块的人,都在积极探索新能源接入光伏、充电、储能一体的方式来缓解电网的压力,去探索如何把经济模型测算成盈利模式。
还有从成本的角度来考虑,整个充电站的成本分析中,充电桩设备加上配电线缆的成本占到30%,去年铜价疯狂上涨,从六万多上涨到八万多,上涨幅度超过20%,现在运营商拿一块地的成本也越来越高。基于现在的现状如何控制整个投资成本,这也是运营商所面临的极大挑战。
还有就是安全方面的问题,有关部门数据统计,每天有八辆新能源车发生火灾,20%是在充电过程中发生,如何保证安全性,这是车企、运营商、充电桩企业都应该重点思考的问题。
面临着前面所述的超充体验差、投建成本高、安全得不到保证等挑战,我们能做的是什么?盛弘作为充换电设备供应商也提出了我们的解决方案,打造想快则快、新质立省的兆瓦级超充解决方案。
说到这里可能很多人会问,兆瓦级充电,无非就是千瓦的上一个单位,充电功率超过1000KW,到了兆瓦级,很多人想我们多个堆加一起也是兆瓦级。我想跟大家讲的是非传统意义上的兆瓦级,我们打造的是单个充电堆总功率超过1兆瓦,达到1280千瓦,也就是1.28MW的共享功率池。
相对于常规充电场站1250kVA变压器,配两套600kW充电堆兆瓦级充电不一样。举个例子,比如说1250kVA变压器配两套600kW的充电堆,每个堆带两把液冷枪,一套下来也是1200kW搭配了四把液冷枪。
另一套用的是兆瓦级充电堆,也是带四把超充枪,这个时候有两辆超充车同时过来充电,这两辆车它随便选了两把枪,正好选择了处在同一个堆上两把超充枪来充电,每辆车分到的功率到底有多少?是不是加起来就是一个堆共享的总功率,那600kW堆就是最大功率只能600kW,每辆车分到的也就是300kW,而场站本来是1200kW的充电站,现在旁边一半的功率还在空着,现在结果只能用600kW给这两辆车充电,让另一个在那儿空着,也充不了。
另外一个兆瓦级共享功率池,可以把所有模块功率都能调用到任何一把枪上,是不是两辆车无论选择哪一个终端,都能把1200kW的功率调到任意一把枪上,他所分到的功率是不是整个场站的总功率、效率是不是翻了一倍,这是最简单的例子,关于共享功率池的概念。
03、想快则快,新质立省
整套系统分为三个部分,一套1.28兆瓦功率共享功率池,400A风冷超充终端,再搭配800A液冷超充终端共同组建,目前来看可以兼容市面上所有的运营平台,可以匹配去适应城市充电站、高速服务区、目的地、专用场站、乡村等场站的应用,真正做到一站一堆一共享。
想快则快,第一个核心要点,在快上,兆瓦级充电堆超大共享功率池,1.28兆瓦,比之上一代产品800kW充电堆,功率池的功率提升了60%。同时搭配了充电终端400A风冷的超充终端,与传统250A风冷终端相比,充电电流提升了60%;液冷终端最大充电电流达到800A,比常规500A、600A充电枪有30%的提升,这就是快的来源,
这个是一组实测的数据,理想MEGA车型,充电速度非常快。
想快则快第二个关键点在于想,什么是想?现在有几种配置模式,无论你是400A风冷还是800A液冷超充终端,根据场景需求,按需配置。不同场景有很大的差异,南方比北方发展的快,一线城市比二线城市发展的快等问题的出现,会导致你对充电桩实际需求是不一样的,我们主打的是按需充电,灵活搭配。如果想追求最低价,所有的终端都可以选择400A风冷超充终端,想追求超高性价比,就风冷终端搭配液冷终端,想追求极致效能就用全液冷的超充终端,主打随心所欲。
想快则快的第三个点 体验感,即插即走的体验,新能源车主经常感受过,辛辛苦苦跑车跑没电了,跑到一个场站,把车停好,插枪扫码发现坏了,不能充,挪车换一把枪才能充上,反反复复折腾好几次,让人恼火,我们是痛客户之所痛,一直积极提高充电一次性成功率,新发布的产品做到成功率达到99%。
轻量化枪线,新能源车主第二个比较反感的地方枪线比较重,拉也拉不动,现在我们的枪线外径缩小25%,重量减轻3.75公斤,让超充体验感达到极致。
另外关于新质立省,它最核心的点在于省这个字上,高效低耗,对于运营商来说,高的效率是实打实的收益提升,低损耗那是减少的成本,这都是跟直接经济收益相挂钩的,无论是400A超充枪还是800A液冷枪,充电时间整体缩小30%,充电电量也有30%的提升,另外我们整个系统结构升级、模块采用都、是40kW碳化硅模块,让整个系统效率提升1.5%。
另外一个省在模块是采用内置交流接触器,待机时断电,真正做到模块待机零损耗的功耗。
这里也有一个小视频,相同时间下,400A Mini超充和传统250A超充比较,充电5分钟,续航足足翻了一倍,极大的提高系统翻台率。
另外一点省在了一次性投资的下降,有很多厂家经常遇到的痛点问题,要用铝合金的电缆,但线是接不了的,我们在产品设计做了改进,在接线部分,无论是空间还是节点温度检测等等都做了预留,兼容铜线的同时也可以支持铝线接入。另外液冷终端采用二合一设计,两把液冷枪,在一个桩上,成本下降30%。
新质立省,关键点在于质,新产品新技术带来新的品质,安全方面我们采用灵活OTA,未来肯定会有各种各样的政策、标准不断更迭,我们跟主机厂相关单位一起协作,不断更新我们所能支持的超充新的控制逻辑。通过OTA升级方式把它升级到整个场站,支持充电堆不断演进,另外还包括智能监控系统、安全卫士,提供多重防护,数据存储,真的发生意外情况可以精准定位到问题。还有平滑演进的功能,支持未来升级,比如说把风冷超充终端升级为液冷超充终端而不增加成本,更换部分V2G模块,让每个终端就可以变成车网互动的终端,可以配储、配光升级为光储充一体化的方案。
最后简单说一下盛弘公司,我们从2011年成立后发展到现在,做充电桩有14年的时间,现在研发人员有600多位,每年研发投入成本都有两三亿的水平,获得多项专利技术,我们的目标去打造最懂运营商的充换电品牌,现在在线运行充电桩超过10万个,全国每五个新能源车主就有1个选择用盛弘的充电桩。