7月7日,2021第七届中国国际电动汽车充换电产业大会(简称金砖充电论坛))在上海汽车会展中心
顺利召开。本届金砖充电会议为期两天,主题为“聚力高质量 赋能新发展”,采用“会议论坛+展览展
示+体验营销三位一体的创新模式,多项重点活动同期同地举办,充分协同联动,品牌效应和影响力
大幅提升。
阳光电源股份有限公司阳岳丰出席论坛并发表主题演讲——《碳中和前景下的充电技术展望》。
以下为演讲实录:
各位领导,各位专家,大家下午好,我是阳光电源的阳岳丰,我来简要的跟大家报告一下阳光电源对于充电技术的一些思考,以及在目前特别火热的碳中和的语境下,阳光电源作为清洁能源的重要玩家,我们到底在想些什么,做些什么。
因为前面大佬讲了很多关于碳中和的内容,所以这些就不用讲太多了,其实就非常的简单。在电力生产端、消费端尽可能减少二氧化碳的发生,对于电动汽车行业来讲,尽量电动化,减少二氧化碳的发生。
碳中和的路径,我们提出很重要的概念,这也是大家的共识,让新能源车用上新能源电。这个不仅是碳中和的大概念的需要,另外也牵涉到我们国家能源安全。
在光伏以及风能发电的时候,同样我们需要储能的部分进行补充,把能量进行削峰平谷处理,使新能源得到最大性能的消纳。
阳光电源作为新能源领域里一个非常重要的玩家,我们整个集团战略生态图在在左边,纵向看我们分为核心的设备集,以及中间系统集,以及平台服务。我们看横向的产品线,我们有光、风、储、电、氢五类产品。光、风、储这块儿大家多少都有了解,阳光电源在这块儿,市场积累也好,市场占有率也好,都有不错的表现。还有一块儿比较新一点的是成长型业务—氢能,如何用光和风的发电制氢,这是我们新的业务。
另外一块儿就是电,这里讲的电就是讲的,第一电动汽车本身,我们有电动汽车的事业部,做一些车上用电的设备,包括电驱、电控。另外就是充电,这样我们就把发电、用电、储电各环节,所有的版图都补齐了。
我们讲到光储充的方案,分成了两个集。第一本地解决方案,本地就是我们要把光、储、充进行有机系统的结合,在能量管理系统的统一调度下,实现能量的智能分配。我们能量系统分配实现非常多的控制算法,在本地最大限度的利用本地光伏,最大限度实现自发、自用。
光储充另外一个层面就是更高的层面,要考虑到远端的绿电碳中和,我们知道发电和用电通常不在同一个地方,发电,特别是大型光伏电站处在人员稀少的地方,用电都是人员密集的地方,所以怎样让新能源的车用上新能源的电,这就变成非常重要的议题了。
阳光电源在这方面做了大力研究,具体怎么做呢?我们利用区块链的技术,在发电端,发电产生绿色电,如果我们发电的时候产生绿色电,我们就产生绿色信用的积分,如果没有用绿色电,还是火电发的,就拿不到积分,有几分可以到碳交易市场交易,这样新能源车主用电的时候,也可以切身感受到碳中和在其中的意义,以及自己在其中所作的贡献。
前面讲了碳中和对我们这个行业来讲,聚焦到一个点上就是怎样让新能源车用上新能源的电,以及阳光电源在碳中和里面怎样实现光储充,以及远端实现的。毕竟我们是设备厂家,回到怎么实现,怎么落地,到设备面来。
我们提升集成式充电系统,什么叫集成式充电系统呢?我们可以把所有的设备分成子系统级或者板级的,子系统级也是板级的,系统集群级可以说是站级的,板级就是要把器件、材料、拓扑做到最优、最可靠、效率最高,成本做得比较合理。系统级我们就需要把子系统进行深度的整合、优化,做到非常好的防护。
目前来讲,我觉得可能对行业来,这应该算是一个痛点在整个整合以及防护方面,还不是特别理想。上一级就是系统集群集,我们把握光储充进行了充分融合,进行优化、调度。
为了实现集成式系统,我们需要有非常复杂的开发过程,因为整个系统不像以前,可以很好分解、解耦,这时候设计需要系统化的考虑,就需要非常好用的工具,我们就引入了HIL仿真能力,这个技术可以从子系统集、系统集以及系统集群集进行反侦。
在子系统集我们支持高速的开关模型,我们可以实现系统集的快速验证,整个工具,在整个研发流程当中,可以帮我们很好的验证从子系统到系统,到系统集群,减少我们实物迭代的次数,可以优化整个研发流程,提高研发出来成品的品质。
讲到集成式设计,还有另外一个非常大的难点,在于它的散热方面的设计。集成式设计跟现在的模块式的充电桩有比较大的不同,设计重新重构了,整个设计变得非常复杂。好在阳光电源有着非常丰富,以及非常精准模型积累,我们可以在前期得到非常精准的模型,校准的时候,也可以证明我们事前做的模型是非常精准、可信的,这也大幅度降低了我们整个研发风险。
前面讲的集成式充电系统,具体到充电桩,这是我们产品化的产品,我们在行业首先推出了集成式直流桩,这个就是120千瓦的集成式直流撞,用创新型技术,把功率部分和控制部分进行了重构,电子电器部分进行了完全密封,所有的热都导到机体外部吹掉,实现独立散热风道,就实现了IP65。
因为所有的电子电器部分被包裹在里面,后面风道部分做了IP67,这个整机可以实现水洗的,因为也不用担心所有的污染物在机体内部,所以不需要防尘棉,就实现了免维护。
另外,基于阳光电源20多年的新能源电力电子研发经验,我们在正向开发方面做得非常细致,所以实现了很高的效率和长寿命,长寿命产品是我们阳光电源的基因。所以所有的高可靠、免维护、高效率、长寿命等所有的因素合起来,其实它最终目的是降低对产品拥有的周期内成本,降低TCO,实现更高的收益,最终目的就是高收益。
稍微讲一下集成直流桩,实现“三高”:高防护、高可靠、高效率。
(一)高防护。前面讲了整机可以水洗的,可以适应各种恶劣环境。
(二)高可靠。因为电子电器完全的隔离密封的,独立风道的设计,所以它的可靠性可以得到有效提高,不会一段时间内内部污染掉了,它的绝缘体还有散热裂化,这个事情不容易发生。
(三)高效率。在电力电子部分,我们做到95.5%以上,因为也是集成化的开发,在整机整合的时候,损耗相对比较小,所以差不多整机率可以达到96%,实现了这样的三高。
下一个是“三低”。
第一低体量,功率密度提升了1倍,所以重要也小了很多,所以在运输和安装过程会比较轻便。
第二个低骚扰,这是两部分,一个是噪音,一个是EMC。噪音因为整个风道设计比较平直的,我们并不需要把风扇推到非常极限,风阻比较小,所以整个产生噪音比较小,加上风扇埋得比较深,所以噪音非常小。另外因为集成化的开发,我们把EMC部分做得跟功率部分的集成做得不错,所以EMC也做得比较好。
因为前面高防护这些因素,整合在一起,所以低故障是相辅相成的。
还有一个“三个易”:易安装、易操作、易维护。(一)因为体积小、重要轻所以易安装。(二)易操作部分,我们把大家常用的屏幕取消了,因为屏幕在户外环境下,可靠性不是很好,我们直接取消了,用手机屏幕替代,绝大多数情况下这是好用的,这个顺便在操作上尽量捉到简化。另外因为是集成式的设计,我们监控方面也是做得比较完善的,因为非常防尘棉,以及整体可靠性提高,维护上,原则上没有太多维护的工作量。
这是我们的一些验证方面的图片,防水、沙尘、泥水都不是什么挑战了。当然有非常多的时延,这是简单大概放出来几个。这里要讲的,整装会做100%满载到化测试,这个也是行业内的小突破。整个集成式充电后续还有很多发展方向,这里有很多时髦的技术,我们会用进去。整体来讲,集成式充电桩,这套技术潜力非常大,后面可挖掘部分还是非常多。
对于直流式充电桩来讲,我认为它最核心,最重要的部分还是在电力转换技术这块儿,就是电力电子。这里面有很多新器件、新材料、新拓扑方面的应用,因为阳光电源有电子电离有非常强大的积累,也做了非常大的投入,我们总共大概有2000个人的研发力量,所以这里面的投入非常大。
集成式充电桩我们还会继续不停投入,当然各种各样时髦的技术会往里面做,这是非常重要的,但是我想更重要的事情还是怎样把产品做得更扎实,把整个研发流程做得更扎实。我们开始的时候,怎样把所有的计算做得更加精确,把建模、仿真、验证以及所有的问题,如何闭环,把研发流程做到位,这个可能比我们用一些时髦的技术,要来得更加更加的重要。
我们刚才讲的把集成化的技术,提到了一个产品化的例子,做成了集成式的直流桩,这还只是一个开头,后面还有更远的前景。这里面我提供了一个图,中间这块儿我们稍微做了一点隐藏,因为里面还有很多技术细节,可能现在还不太方便完全公开,中间这个叫做基于电力电子变压器技术的多端口光储充多能互补系统。它是基于电力电子变压器的创新型技术方案,我们可以从中央电网,直接单级隔离,变到后面可以接上多端口的充电、光伏、储能,互相之间能量的转换是自由流动的。这样我们把原来的变电、配电以及功率变化等非常复杂的一系列事情,全部整合到一起,整个系统大为简化,这是非常超前,非常未来的技术,这我们要把集成式概念推到站级,很重要的一点。
前面把我准备的主要内容跟大家报告了一下。做一个简单的总结,总共三点:
一、光储充一体化,构建清洁、零碳能源的本地以及远端的闭环使用,让新能源车用上新能源电。这是我们做这些事情的出发点。
二、阳光电源推出了集成式充电系统概念,我们把集成式直流桩产品化,这个延续了阳光电源在高可靠性、长寿命的基因,降低了整个产品的生命周期成本,提升了效益。
三、集成式充电桩技术,现在还是在开始的阶段,我们会把它延长到站级解决方案,让充电变得更加智能、更加高效、更加绿色,助力碳中和。
这就是我的报告,谢谢大家!
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)