今年年初，工信部網(wǎng)站發(fā)布消息稱，電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電連接裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式啟動(dòng)修訂。據(jù)介紹，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂將在我國(guó)現(xiàn)行直流充電接口技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高充電電流電壓，優(yōu)化完善控制導(dǎo)引電路、通信協(xié)議，拓展敏捷控制、即插即充、預(yù)約充電等功能，滿足大功率充電技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求，有效保障新老充電接口通用兼容，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。
有市場(chǎng)分析人士指出，此次標(biāo)準(zhǔn)修訂除了滿足電動(dòng)汽車消費(fèi)者對(duì)快充的需求，也將為大功率充電等新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造推廣應(yīng)用的“風(fēng)口”，翻開新能源汽車補(bǔ)能業(yè)務(wù)發(fā)展的新篇章。
中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“充電聯(lián)盟”）信息部主任仝宗旗在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，車主在選擇充電樁時(shí)會(huì)綜合考慮充電時(shí)長(zhǎng)、停車收費(fèi)等因素，總體而言，大功率充電設(shè)施更符合用戶使用偏好。
據(jù)了解，以往國(guó)內(nèi)建設(shè)的充電樁電壓不太高，為了實(shí)現(xiàn)大功率，普遍采用大電流的方式。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)、能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng)劉永東告訴記者，提高電流可以實(shí)現(xiàn)大功率充電，但電流越大電纜發(fā)熱越多，安全隱患越嚴(yán)重。他認(rèn)為，提高電壓是下一代的傳導(dǎo)充電技術(shù)整體解決方案。
大功率充電受到用戶青睞
來自公安部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國(guó)新能源汽車保有量超過784萬(wàn)輛，滲透率達(dá)到13.4％，其中純電動(dòng)汽車超過640萬(wàn)輛。我國(guó)新能源汽車的市場(chǎng)滲透率接連超過了5％和10％兩個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，從導(dǎo)入期邁入成長(zhǎng)期，用戶的消費(fèi)行為逐漸清晰。
隨著新能源汽車保有量不斷增長(zhǎng)，充電設(shè)施的規(guī)模水漲船高。據(jù)充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2021年12月，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量261.7萬(wàn)臺(tái)，其中公共充電樁114.7萬(wàn)臺(tái)，私人充電樁147萬(wàn)臺(tái)。2021年是充電設(shè)施數(shù)量增長(zhǎng)最多的一年，公共充電樁增加了59.7萬(wàn)臺(tái)，私人充電樁增加了34萬(wàn)臺(tái)。
由此，新能源汽車用戶的消費(fèi)行為也開始呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。充電聯(lián)盟對(duì)消費(fèi)者的充電行為進(jìn)行了調(diào)查。仝宗旗告訴記者，在國(guó)內(nèi)能夠安裝私人充電樁的用戶相對(duì)不多，他們的消費(fèi)行為比較固定，而公共充電樁的消費(fèi)行為更能反映市場(chǎng)的偏好。據(jù)介紹，高達(dá)87.9％的用戶，充電時(shí)選擇120kW及以上的大功率充電設(shè)施，而60kW以下充電設(shè)施的用戶選擇率僅為1.6％。其中，選擇120～150kW大功率充電設(shè)施的用戶數(shù)量最多，占比達(dá)35.1％。
此外，調(diào)查數(shù)據(jù)還顯示，網(wǎng)約車、出租車、商用車因其營(yíng)運(yùn)和作業(yè)屬性，此類用戶對(duì)充電時(shí)間高度敏感，在非工作時(shí)段幾乎全部使用快充樁充電。仝宗旗說：“從調(diào)查結(jié)果來看，不同類型用戶快充使用率均在90％，均傾向選擇120kW及以上大功率充電設(shè)施，其中網(wǎng)約車、出租車、商用車用戶的快充使用率超過99％。商用車受車輛電壓平臺(tái)高、電池容量大等因素影響，對(duì)大功率充電需求更大。91.2％的商用車用戶選擇120kW及以上的大功率充電設(shè)施進(jìn)行充電，高于其他類型用戶3～6個(gè)百分點(diǎn)。”
私家車用戶的時(shí)間敏感性不強(qiáng)，愿意享受峰谷電的差價(jià)。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，私家車用戶在特定時(shí)段（夜晚或上班時(shí)段）選擇慢充樁充電，慢充樁的使用率為2.5％。私家車用戶選擇充電功率小于30kW充電設(shè)施的偏好高于其他類型用戶，說明在7kW交流慢充充電場(chǎng)景下，私家車用戶選擇充電的意愿更強(qiáng)。
另?yè)?jù)了解，在充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善性方面，54.6％的用戶持滿意態(tài)度，14.4％的用戶持不滿意態(tài)度，認(rèn)為充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還需進(jìn)一步完善；53.7％的用戶認(rèn)為，目前快、慢充建設(shè)比例與用戶實(shí)際需求不匹配，充電時(shí)常出現(xiàn)“快充樁空閑少、慢充樁無(wú)人用”的情況；50％的用戶認(rèn)為，部分充電場(chǎng)站周邊環(huán)境不佳；41.8％的用戶認(rèn)為，充電場(chǎng)站周邊缺乏相應(yīng)配套設(shè)施，不足以滿足用戶日常需求；同時(shí)也存在充電樁數(shù)量不足、站內(nèi)缺乏充電指引、建樁位置偏遠(yuǎn)、充電樁安裝布局不佳等問題，充電樁建設(shè)、熱點(diǎn)位置選擇等有待加強(qiáng)。
高電壓成為下一代充電技術(shù)
目前，國(guó)內(nèi)外主流車型大多采用400V左右電壓的平臺(tái)，動(dòng)力電池電芯的快充能力基本為1C。聯(lián)動(dòng)天翼新能源有限公司戰(zhàn)略市場(chǎng)總經(jīng)理劉冠偉告訴記者，1C快充的功率約為50～60kW，對(duì)于用戶來說，即便采用1C快充也需約1小時(shí)充電，提高充電功率是大勢(shì)所趨。
提高功率無(wú)非是加大電流或提升電壓兩種方式。劉冠偉說：“大電流會(huì)導(dǎo)致充電槍、線纜及動(dòng)力電池核心部件等產(chǎn)生很高的熱損失，其理論提高上限并不大，目前主流充電槍的最大電流限制為500A，所能達(dá)到的充電功率約為200kW，很多企業(yè)規(guī)劃的大功率需求是350/500/1000kW，因此200kW遠(yuǎn)不能滿足充電需求。”
既然提升電流這條路“走不遠(yuǎn)”，提高電壓如何呢？劉冠偉認(rèn)為：“提升電壓的技術(shù)路線，不僅可以輕松實(shí)現(xiàn)充電速率的快速提升，而且能降低熱損耗、減輕整車質(zhì)量、優(yōu)化動(dòng)力結(jié)構(gòu)、提高安全性能。800V大功率快充是市場(chǎng)未來的發(fā)展方向。”
劉永東告訴記者，行業(yè)已達(dá)成共識(shí)，普遍認(rèn)為800V大功率充電是下一代的傳導(dǎo)充電技術(shù)整體解決方案。“既然稱作‘整體解決方案’，發(fā)展800V大功率充電就包括了一系列要素在其中，并不僅僅是提升電壓一個(gè)方面的考慮。”他稱，“800V大功率充電還能支持V2X、信息加密，安全認(rèn)證以及通信技術(shù)升級(jí)路線。ChaoJi國(guó)際聯(lián)合工作組正在推進(jìn)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)。”
據(jù)介紹，800V大功率充電有助于提升現(xiàn)有充電體系的機(jī)械安全、電氣安全，進(jìn)一步加強(qiáng)電擊防護(hù)、防火及熱安全設(shè)計(jì)。更重要的是，800V大功率充電可以引入新的應(yīng)用。劉永東說：“大功率充電可提升到900kW，大大縮短充電時(shí)間，讓電動(dòng)汽車充電時(shí)間長(zhǎng)的劣勢(shì)得到緩解。有了800V快充后，小功率慢充可以直流化。”
800V大功率充電展現(xiàn)出美好的前景，但我國(guó)已有的261.7萬(wàn)臺(tái)充電樁，并不屬于800V大功率充電。這些充電樁如何處置？記者向劉永東提出了這個(gè)問題。他回答：“800V大功率充電的兼容性很好，不改變現(xiàn)有車樁產(chǎn)品，對(duì)于現(xiàn)有的充電樁可采用適配器方案，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡升級(jí)。”
劉永東還告訴記者幾個(gè)重要參數(shù)，800V大功率充電的最大電壓可以擴(kuò)展到1000V、甚至1.5kV，最大電流分為兩種，500/600A帶冷卻系統(tǒng)；150～200A的可不需要冷卻系統(tǒng)，最大功率達(dá)到900kW，是現(xiàn)有充電功率的4倍多。
適用于中端及以上的車型
事實(shí)上，汽車行業(yè)正在形成推進(jìn)800V電壓平臺(tái)研發(fā)量產(chǎn)的熱潮。比如，極氪汽車、小鵬汽車、比亞迪等企業(yè)都將相關(guān)車型的量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)定在了2022年。也正因如此，有人甚至將今年視為800V電壓平臺(tái)的發(fā)展元年。
廣州萬(wàn)城萬(wàn)充（以下簡(jiǎn)稱“萬(wàn)城萬(wàn)充”）新能源科技有限公司是廣汽埃安的充電服務(wù)商。萬(wàn)城萬(wàn)充副總經(jīng)理梁翔飛表示：“800V大功率充電已成為趨勢(shì)，車企普遍持歡迎態(tài)度，電動(dòng)汽車銷量排名前列的整車企業(yè)大多在推進(jìn)這項(xiàng)解決方案。”據(jù)介紹，廣汽埃安研發(fā)的基于2015版國(guó)標(biāo)、增加液冷系統(tǒng)的充電槍，支持最大電流600A，并向下兼容2015版國(guó)標(biāo)，重量比目前250A國(guó)標(biāo)版充電槍更輕便。廣汽埃安的800V大功率充電模塊，最高電壓為1000V，充電樁功率輸出不低于480kW，并可升級(jí)到600kW。該充電模塊器件采用碳化硅技術(shù)，在功率密度和效率上都有所提升：在充電倍率6C下，SOC從零到80％，所需充電時(shí)間為8分鐘，SOC從30％到80％，所需充電時(shí)間僅為5分鐘。
不過，800V大功率充電會(huì)增加成本，并不是所有車型都適合這一解決方案。梁翔飛說：“中端及以上的車型比較適合800V大功率充電，低端車由于出行場(chǎng)景局限、對(duì)成本更為敏感、電池容量較小等多種因素綜合作用，不適合推行800V大功率充電。”
目前，隨車配樁是整車企業(yè)提升電動(dòng)汽車銷量的重要營(yíng)銷手段之一。相比以往的普通充電樁，800V大功率充電樁的成本至少翻倍，甚至達(dá)到2～3倍。對(duì)于低端車型而言，隨車配送800V大功率充電樁將大幅削弱其價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
此外，梁翔飛認(rèn)為，800V大功率充電還有很多相應(yīng)的配套問題需要解決，并不僅僅是充電樁的問題。800V大功率充電對(duì)電力條件有較高的要求，有些地方需要電力改造才能適合新的發(fā)展。同時(shí)，快充對(duì)電池有一定的傷害，尤其是磷酸鐵鋰電池多次快充之后會(huì)出現(xiàn)較明顯的衰減，電池企業(yè)也需研發(fā)出適合800V大功率充電的電芯。“800V大功率充電需要整體推進(jìn)，僅有充電樁企業(yè)跟上步伐，難以達(dá)成目標(biāo)。”梁翔飛強(qiáng)調(diào)。但他堅(jiān)信，在市場(chǎng)需求和支持政策的推動(dòng)下，800V大功率充電很快會(huì)形成“大氣候”。
專家觀點(diǎn)
◆中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟信息部主任仝宗旗：
公共充電領(lǐng)域應(yīng)以大功率充電為主
充電難、充電時(shí)間長(zhǎng)一直是新能源汽車使用環(huán)節(jié)的痛點(diǎn)。隨著充電樁數(shù)量的增加，充電難的困境有所緩解，但用戶對(duì)充電時(shí)間長(zhǎng)的抱怨沒有停止。為了縮短充電時(shí)間，用戶普遍選擇大功率充電。中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱“充電聯(lián)盟”）信息部主任仝宗旗告訴《中國(guó)汽車報(bào)》記者：“從近4年新建公用充電樁的情況看，120kW及以上大功率充電樁增長(zhǎng)迅速，其中180kW及以上超充樁的年均增長(zhǎng)率最高達(dá)到了92.8％。”他認(rèn)為，從用戶的使用場(chǎng)景來看，公共充電領(lǐng)域應(yīng)以大功率充電為主。
仝宗旗向記者詳細(xì)分析了電動(dòng)汽車在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的充電需求。公交車基本使用專用設(shè)施充電，不對(duì)外共享。約50％私家車和公務(wù)車，使用住宅區(qū)配建的私人充電樁，還有約50％的車輛，經(jīng)常使用公共充電樁補(bǔ)充能源。約50％的物流車使用公共充電樁，另外約50％的車輛，使用物流中心配建的自用充電樁補(bǔ)充能源，這部分充電樁也很少對(duì)外共享。通勤班車80％使用公共充電樁充電，只有20％的車輛有專屬的充電設(shè)施。環(huán)衛(wèi)車、渣土車等幾乎100％使用專屬的充電設(shè)施。
“未來的發(fā)展趨勢(shì)可能是，電動(dòng)乘用車將以居民區(qū)充電為主，公共充電為輔，換電為補(bǔ)充。預(yù)計(jì)私人充電樁將占新增充電樁的65％，私人充電樁提供的充電量將低于40％；公用和專用領(lǐng)域?qū)Τ?jí)快充的需求更加迫切，快充樁將增加50萬(wàn)臺(tái)。”仝宗旗說，“公共領(lǐng)域的充電以安全為前提，大功率充電為技術(shù)方向，多種技術(shù)路線會(huì)并存。”
為了加快大功率充電的發(fā)展，充電聯(lián)盟提出了多項(xiàng)建議。仝宗旗介紹道：“希望加快大功率充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的落地，統(tǒng)一各省市公用及專用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)導(dǎo)向，以大功率充電設(shè)施為主，慢充、換電為輔；政府補(bǔ)貼需要大力支持大功率充電技術(shù)升級(jí)及應(yīng)用；加強(qiáng)充電場(chǎng)站安全監(jiān)管，增設(shè)安全設(shè)施，提升安全防護(hù)等級(jí)。”
◆中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)、能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng)劉永東：
大功率充電呼喚標(biāo)準(zhǔn)先行
我國(guó)在2015年就已經(jīng)制定了新能源汽車充電樁的標(biāo)準(zhǔn)，即《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)—第1部分：通用要求》（GB/T18487.1-2015）（以下簡(jiǎn)稱“2015版標(biāo)準(zhǔn)”）。經(jīng)過多年的實(shí)踐，這套標(biāo)準(zhǔn)體系暴露出一些問題。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)、能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng)劉永東向《中國(guó)汽車報(bào)》記者進(jìn)行了介紹。
在安全性方面，2015版標(biāo)準(zhǔn)存在連接端面不符合IPXXB要求；部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度薄弱；間接鎖合電鎖設(shè)計(jì)存在安全隱患；PE（保護(hù)地線）中斷、人體電阻接入PE無(wú)法偵測(cè)；導(dǎo)引電路無(wú)硬件節(jié)點(diǎn)傳遞緊急停機(jī)信號(hào)；對(duì)諸多安全相關(guān)的電氣指標(biāo)定義缺失等問題。
在可靠性方面，2015版標(biāo)準(zhǔn)存在電子鎖故障率高；插頭插座連接可靠性低；接口尺寸公差設(shè)計(jì)不合理等問題。
在兼容性方面，2015版標(biāo)準(zhǔn)未考慮向前兼容和向后兼容。
劉永東說：“大功率充電將采用1000V以上的高電壓平臺(tái)，會(huì)增加Y電容存儲(chǔ)能量，進(jìn)一步放大車輛插座無(wú)法滿足IPXXB帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。”
另外，2015版標(biāo)準(zhǔn)大功率充電僅考慮加大電流，對(duì)提升電壓可能帶來的安全性問題未提出解決方法。劉永東認(rèn)為，提升電壓平臺(tái)，涉及整車的電壓平臺(tái)調(diào)整，影響面大且由于電壓升高帶來的充電系統(tǒng)安全問題（如高電壓帶來的電擊能量）不容忽視。
我國(guó)已建成261.7萬(wàn)臺(tái)新能源汽車充電設(shè)施，如果充電技術(shù)的發(fā)展不能兼容以前的設(shè)備，不僅可能造成資源的浪費(fèi)，也不利于提升用戶的充電體驗(yàn)。劉永東說：“不是連接器端面類似就代表兼容，兼容包括物理連接、通信協(xié)議、控制時(shí)序、電氣參數(shù)匹配、控制邏輯、安全防護(hù)策略。解決這些關(guān)鍵點(diǎn)的問題，才能實(shí)現(xiàn)兼容。”
劉永東告訴記者，2015版標(biāo)準(zhǔn)向后兼容采用軟件識(shí)別的方式兼容2011版標(biāo)準(zhǔn)，大量存在識(shí)別錯(cuò)誤；向前兼容沒有預(yù)留完整的軟件識(shí)別機(jī)，造成后續(xù)版本難以平滑升級(jí)。
劉永東說：“ChaoJi充電技術(shù)經(jīng)過近5年來行業(yè)共同開發(fā)、國(guó)際合作，以及示范工程建設(shè)和大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，具備標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化條件。”
2020年6月，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、國(guó)家電網(wǎng)有限公司與CHAdeMO協(xié)議會(huì)、東京電力控股株式會(huì)社共同主辦的新一代電動(dòng)汽車充電技術(shù)中日聯(lián)合發(fā)布會(huì)在北京舉行，新一代ChaoJi充電技術(shù)白皮書與CHAdeMO3.0標(biāo)準(zhǔn)同期發(fā)布。據(jù)了解，新一代的ChaoJi充電技術(shù)路線發(fā)端于電動(dòng)汽車大功率充電需求，是一套完整的電動(dòng)汽車直流充電系統(tǒng)解決方案，解決了國(guó)際上現(xiàn)有充電系統(tǒng)存在的一系列缺陷和問題，在充電安全、充電功率、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、向前兼容性及面向未來應(yīng)用方面進(jìn)行了全面提升。有行業(yè)人士指出，ChaoJi充電技術(shù)的誕生為世界提供了一個(gè)統(tǒng)一的、安全的、可靠的、低成本充電系統(tǒng)解決方案。
目前的實(shí)車測(cè)試結(jié)果顯示，ChaoJi充電技術(shù)的最大充電電流可達(dá)360A，未來目標(biāo)是充電功率可高達(dá)900kW，僅需充電5分鐘就能使車輛行駛400km。同時(shí)，由于ChaoJi充電技術(shù)緊湊的設(shè)計(jì)及可擴(kuò)展性，可以使之運(yùn)用于中小功率的應(yīng)用場(chǎng)景，覆蓋主流乘用車領(lǐng)域的同時(shí)，還兼顧了重載車輛以及輕型車輛等特殊要求，大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。
原標(biāo)題：800V整體解決方案憑何在大功率充電中脫穎而出？
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