编辑 | 储能头条
续航能力一直以来是新能源车的重要诉求。充电、换电对整车的要求是什么，安全性能哪种更好？充电和换电的市场空间有多大?能源行业电动汽车充电设施标准化委员会副秘书长、国网电科院实验验证中心副主任倪峰近日对这一问题进行了阐释：充电技术我个人觉得更适用于乘用车，包括私家车、公务车这些应用场景比较随机，对汽车多样性需求比较多的场合；换电更适用于专用的应用场景上，比如一些运营车辆。这是由它们的技术特征来决定的：充电涉及到技术上的问题相对比换电要少些。充电主要是解决能量补充的问题；而换电除了要给电池充电以外还需要有些其他设备，比如对电池更换的设备、换电站里维护的设备。另外换电需要备用电池，因为换电的原理是通过使用备用电池来减少能量补充的时间。换电目前有个非常大的问题是标准化难以解决，标准化的问题是现在影响换电技术发展很重要的一个原因。充电主要是接口的问题，所以充电技术发展受到标准化的制约比起换电技术少很多，制约充电技术发展的很大原因是电池。一些厂家现在推换电的模式，个别厂家或许可以创造出一种模式来，前提是厂家首先要能承受换电带来的成本上升，当然成本上升的问题厂家可以通过资本运作的方式来解决，但是换电的标准化问题是非常难解决的，没有办法建一个换电站就把所有的场景都覆盖到。从长远来讲的话，从数量上讲的话，慢充的速度是会远远高于快充，或者就是所谓的换电，都会要大大的多于它，就是因为我刚才讲车辆的场景，尤其是现在我们普通的家用这种场景，它每天行驶的时间远远低于停泊的时间，实际上只要在车位上能解决充电的问题，它就对日常使用完全够了。只有说在你发生长途旅行的时候，才会需要一些这种快速的充电，所以从长远来讲，这种中小功率的充电的数量会大大的多于所谓的快充和换电。一般来说我们就分成为首先是直流充电和交流充电这两大类。交流充电地面设施很简单功率都比较小，一般的像单相的话一般在7000瓦以下，这是我们中国的标准，欧美的标准可能略大一点，三相的交流可能能够稍微大一些，那么最高在按我们中国的最高能到40千瓦。直流部分来看，在国际上它也分成了level1,level2的等级。区分大功率和普通功率，一般是以电流的大小来区分。中国以250安培为界，而欧美的标准基本是以200安培为界。但这只能作为一个参考，因为充电机的功率并不能决定最后充电的速度，速度还是由车辆决定的。如果车辆的电池不容许这么快的速度，那么充电机再大也充不快。慢充一般是指20千瓦以下。再往上看，在高速公路上使用的一般是60千瓦-120千瓦，称为中速度的充电。当充电电流超过250安培的时候，我们定义为大功率充电。在未来可能会存在超高级充电的方式，叫做MCS，Megawatt Charging System。目前在国际上也有非常多的企业在研究MCS，它的空间功率会达到兆瓦以上的级别，也是在为未来的超快充或者重型车辆做准备。至于分级的划分，国内和国外还是有很大区别的。分级实际上是源自于美国J1772标准做的定义，标示的是120伏的交流电，但120伏交流在中国是没有的，它是美国的供电系统，还有日本，以及中国的台湾地区才使用的电压等级。目前国际上确实存在几个主流的标准，包括三个系统4种接口。一个是欧美的标准。欧美实际上采用的是同一种系统，它们在控制逻辑以及通信协议上是一样的，但是充电接口不一样，一个是CCS，一个是CCS2。CCS是交流和直流做在一起的组合。但在充电的时候，只会有一种，要么交流那么直流。欧洲和美洲的充电系统在交流部分有一定的区别，但直流部分的使用协议和控制逻辑是一样的。另外值得一提的是日本CHAdeMO的标准，其实日本的标准是全世界第一个直流充电系统，是在2009年年后推出的。还有就是中国的GBT标准，GBT标准是2011年出的第一版，刚才所提到的欧美ccs实际上更靠后，差不多在2012，13年的时候才落地。尽管这些标准有所区别，接口也不一样，但它们的目的是一样的，在需求上也没有根本性的差别，都是为了给电池补充能量，即插即充，这些在全球都没有什么差别。经过这几年的发展，国内预计推出ChaoJi接口来进行标准化，同时为了实现兼容，还在导引电路上我们做了一些特别的设计，可以通过这些电路上的一些匹配，去识别充电桩到底是个新的还是老的，然后做出相应的兼容性的调整，用这种方式来达到过渡期的兼容问题。
从全世界范围来讲，一般来说提升功率第一步都是提升电流，然后再去提升电压。提升电流带来的发热问题，无非两大类解决方案，一个增加导体的截面积，让电阻变小。这个是最常规的使用方法，就是现在越来越粗，现在出的充电线用户都拿不动了，电线变得特别硬，充电很不方便。另一种就是采用冷液，但是漏液问题会直接导致爆炸，这个也是非常值得重点解决的。提升电压了以后电流可以小一些减少发热，但是提升电压会带来安全问题。由于零部件外包，整个系统配合的并不好。随着电压升高，它的安全问题会越来越突出。同时提升电压会对零部件的要求增加很多，所以这个事情需要一些折中的办法，不是所有车都需要高电压平台。对于高温冷却来说，选择主要有两种，一般来说这个是两个方向，一个就是说冷却液的效率高一些，但它可能不绝缘，还有一个是用一些绝缘的这种材料，但是它的热效率会低一点，但是它安全性可能稍微会高一些。两个方向可能都会有一些厂家在使用，现在国外用这种普通这种液冷的方式来做的，国内可能后一种更多一点。现在可能因为从全世界范围来看，虽然大家都在搞这个，但还并没有大批量的使用，所以未来到底是哪一种技术是最终的，现在应该还不是非常确定。“十四五”初年，在“双碳目标”背景下，为助力能源转型，促进企业创新、产业变革与社会可持续发展，国际能源网凭借16年蓄积之力，继续构筑产业重磅年度盛会。“2021第六届中国光伏产业论坛”以“能源转型 光伏先行”为主题，将深入解读新时代能源高质量发展形势与政策，探讨新型电力系统下光储充一体化的发展机遇，宣扬业内新技术、新产品与创新理念，探索光伏产业发展新目标，并对光伏产业各先进企业进行表彰，凝心聚力为实现碳达峰、碳中和献计献策！点击阅读原文，在线报名参会。