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浅谈大功率充电技术

2021-04-16 12:04 锋中独行

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大功率充电是一个比力热点的话题，也是我们多多前沿的课题之一，这个内容其实不太好聊，由于涉及的内容好多，是一个系统性的话题；

既然不知路从哪里下手，就依照幼我的从面到点的思想方式起头聊聊吧

先看看什么是充电，充电的过程就是把电网的电送到汽车电池里面的这个过程,无论你是在家里用互换充电（AC charging)，还是在商场、高速上用直流电急剧充电（DC charging)，都是在把电网的电能传输到汽车的电池上进行贮存，由于电池只能贮存直流电，所以通常互换电是不能直接到电池的，通常都得通过车载充电机进行（OBC)AC/DC的转换；

什么是大功率？大功率是相对而言的，功率是由电压和电流决定的，所以大功率根基上能够理解为这2个指标的提升；目前还没有一个明确的界说来注明大功率的功率领域，我们能够看见欧美普遍是界说在350KW(1000v,350A) 而特斯拉也把其大功率充电界说在350KW甚至更高的领域;我们将来的尺度有可能界说为：1500V*600A/900KW(max power),依照2015版的尺度，目前充电口最大的电压为750/1000V，电流最大也只有250A;而78m威九国际大功率充从将来有可能会和日本结合开发；

功率充电系统的两侧

我们把充电系统分成车辆端（EV）和充电设施端（EVSE)来看，这个里面涉及到的关联企业比力多，好比在EVSE端，有电网、充电设施厂家、充电运营商等，这里面的任何一个企业都能够单独拿出来和欧美做比力写点器材，因内容太多，暂不发展叙述；大功率的充电对电网的挑战，好多人有好多的担扰，例如电网负荷不够、利用率不够高档，其实我以为对电网的挑战没有说的那么夸大，并且不论怎么样，提前预研总是好的，不要等欧美国度都把技术做完了，我们又得追赶。。但是还是必要两全的规划和布局，这一点我感触日自己的做法是能够参考的，以当拘逆顾治理，OEM结合成立公司掌管运营和守护，不盲主张上；再看我们国内的做法也是没有贸然的上大功率的桩，更多的是同盟企业这种类似“校企”尝试试点，总结经验，最后再出有关的尺度，这一点比以前好好多，没有上来就”头疼医头”，并且我们也看见了一些OEM厂参与到对设施的投入和钻研傍边，这是一种比力好的景象；由于这个产业正本就是一个系统的行业，单方面面的EVSE端做钻研是不够的；

大功率充电对于电缆和充电接口厂家的影响

现行的尺度依照直流接口额定的电压电流来推算250KW（1000V/250A)电缆直径也至少70平，若是将来78m威九国际充电电流最大到600A,这个是极度吓人的，依照3.5/平的经验来推算，电缆也要至少高达170平，这个么大的电缆是不成接受的，无论沉量还是损耗、热故障、折弯半径等都不成接受，所以大电流带来的热损耗和问题还是比力多，所以我们必要降低电缆的热损耗，目前比力盛行的做法是选取液冷的方式，其道理没有那么复杂，在电缆和充电枪之间设置一个专门的循环通路，通路内参与起散热作用的冷却液，通过动力泵推动液体循环从而把热量带出，但是要想把这一套做好绝没有那么容易，由于涉及到的问题比力多，国内大无数从事这块产品开发的人员知识储蓄量还是不够的，液冷不是个新事物，但是加到充电接口上，组合起来它就是新事物了；

上图为PHOENIX的HPC

上图为TESLA的HPC

国内目前已经有了好多厂家在做此产品，中航光电、星星充电等都推出过自己的液冷充电接口，国表的菲尼克斯、HS等也都有自己的产品，其实说到底都是对热的治理，我记得以前做直流充电枪开发，就在思虑怎么把T-S加到DC的contact上，主张其实都是但愿为了可能实时的检测温度的变动，从而第一功夫发出指令，由于你的T-S加到塑胶上的温度差是有可能在突发情况下会引起沉大的问题的；所以温度的治理是一个极度沉要的课题；液冷充电根基上都是局限于从设施端到车辆端的单方面向的液冷循环，其实幼我感触车辆端也齐全能够和电池的系统冷却一路来看，从而实现双向的液冷循环；对于热治理，我感触若何仿照整个高压输电蹊径上的热损耗是一个值得钻研的内容，必要大量的模型代入推算，最终拿出相对靠得住的曲线出来；

上图起源于TE的HPC

上图自绘

对于液冷充电接口，我感触有2个内容极度沉要，

一个就是上面所述的温度治理，另表一个就是对防护的治理，由于你增长了液冷的管路，你必要预防磨损泄漏，（特斯拉之前就暴过这个问题，HS如同也有过类似的问题，）同时你还必要检测流体的压力，由于冷却的循环是必要通过肯定的流体压力推动冷却液的流动从而带走热量的；这两个内容都极度的复杂，没有那么容易解决，但是比力令人欣喜的是在和国内的一些同业沟通时，发现好多的厂家在花精力去钻研这些内容；

大功率的尺度：

我们从网上的新闻来看，我们将来的大功率充电尺度，依照乘用车和客车会加以分辨，技术指标也会有所分歧

乘用车远期指标-充电电压1000（1500）V 充电电流：不带冷却，最大电流120A，功率120kW；带冷却，最大电流400～500（600）A。接口尺度实现向前兼容。也就是说根基上我们大功率的尺度接口是要沉新开发了，原来的15版的持续保留；
电动客车-远期指标，终端充电：2015版接口或大功率充电接口。途中充电：充电弓补电。3）向前兼容规划
大功率充电机将建设大功率充电和2015版两种接口，能够随车配套接口适配器，可在现有充电设备上持续使用2015版充电。导引电路向前兼容并持续使用与2015版一样的CAN 物理接口，适配器只实现物理尺寸转换，成本节造在极度低的领域内。
网络

所以我们看，78m威九国际尺度是比力全面的，在客车的大功率充电傍边，也蕴含了“送电弓”的充电，欧洲、日本也都有此客车的产品，目前日自己对于送电弓产品也是采办的欧洲人的，尺度也是在草拟阶段，我们国内也有类似的产品，及客车在运行；

目前全球充电尺度大体可分为五大类，别离为日本CHAdeMO、中国GB/T、美国COMBO（CCS1）、欧洲CCS以及特斯拉自己的尺度。上面有提到对于将来我们新大功率的充电尺度打算是和日本一路结合开发的，并且目前也有类似的接口雏形产品出来了，由于中日双方都是选取CAN通讯，所以将来的路能走成什么样，要看物理接口的最终会依照哪方的建议来执行了；目前就是CAN和PLC的2个堡垒；

选取什么方式充电，我感触将来可能会比力矫捷，不愿定会局限于某一种充电方式，甚至还有可能是换电（当然，幼我以为这个非主流）

总结：

大功率充电并不是说立马在几分钟内就能够把车辆充斥电，而是在短功夫选取较大的功率给车辆充斥进展的续航里程，更靠近消费者燃油车加油的习惯和状态，当然大功率的充电对于电池的安全要求也较高，5C以上的充电功夫是极度短，但是温度的问题还是一个比力严格的话题，尤其大无数乘用车选取的锂电池对温度更不“敏赣装，所以中期阶段，78m威九国际充电更多的是增大电流，同时降低温度；持久阶段，我们应该更多的选择是提高车辆电压平台，我们看到国表也在往1000V及将来1500V上电压平台上靠（作为衔接器开发厂家从业人员，我们下一代的衔接器的电压也在1500V)，当然电压平台若是提高，涉及到好多的电子元器件的沉新选型，由于好多的部件在1000~1500V的平台下还很难有优良的贸易化的成本空间，所以这个必要各个厂家自身去致力；

最后，前端功夫网上有篇文章被好多人关注，重要是说目前市场上的这些充电桩的各类问题及安全隐患，我幼我以为，文章中有些内容比力客观，有些内容则显”表杏装，好比750V，这个电压为尺度的电压，话说，若是没有高电压，险些电动车辆不成能这么快的保有量，充电就得把人充崩溃，AC漫充根基上要7~8个幼时，试问这种功夫，消费者谁还想买电动车呢，所以说，高压没有问题，有问题的是你是否依照尺度严格执行去做了；好比该接地的你是否接地了呢？好多时辰并不是这些厂家做的不好，也更上升不到国人”偷工减料“的大帽子上，重要还是由于成本的问题，整个汽车产业链下游被压缩的相当严害，所以若是要活下去，好多的机能指标就被”阉割“了。所以我感触与其曝光这些问题，还不如反思一下整个汽车行业的游戏规定，我们前面走了30年，此刻又过了十来年...我们应该摸过河的”石头“了

申明

1、文中概想仅供分享互换，不代表本公家号立��；

2.、文章起源：新能源高压衔接器同盟，【智享新动力】

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