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。
华为数字能源技术有限公司、华为智能电动产品线副总裁彭鹏出席论坛并发表主题演讲——《无高压不快充—下一代高压大功率技术趋势探讨》。
以下为演讲实录:
彭鹏:谢谢大家。去年这个时候分享了充电基础设施的十大趋势,今年我们拿了其中一个趋势,就是高压直流平台,走得特别快。今天现场听分享的赚到了,按照趋势走,可以为企业带来上百万甚至上千万的节省。开个玩笑。
今天的分享分三部分:第一部分讲讲我们为什么来到这个领域,做些什么东西。第二部分讲讲我们碰到趋势的情况。第三部分就是华为在这部分做出的探索和创新。
首先大家看到在大约140年前,我们第一部电话问世,也是再过差不多140年前,第一辆电动汽车是优先于燃油车问世的,两个产业是分离的,也是同一时期发展的,随着科学技术的进步,我们看到这两个产业越来越互相交融,当2G、3G、4G与ICT技术发展,跟汽车产业日益融合之后,擦出了精彩火花,碰撞出更大的产业,大家现在对这个产业的想象也是有无限的空间。
华为做什么呢?大家知道华为是传统通信ICT公司,我们是做数字化、智能化,跟我们的智能网联汽车相关的包括自动驾驶、智能数据与存储,还有智能安全,还有全场景云平台服务以及数字化平台,包括为车企开发,做数字化平台。
在电动车领域,我们做哪几个板块呢?五大子系统:智能车云、智能网联、智能座舱、智能电动以及大家炒得很火的智能驾驶。在智能电动是我们这个领域,跟今天在座各位比较相关一些的,我们主要涉及车上和车下两个部分,车上相关的就是车载充电、动力控制、动力总成,车下就是基础设施。
第二部分谈谈高压大功率快充的看法。大家知道在国家双碳背景下,有五大行业作为抓手,交通是其中最为显著改善碳达峰、碳中和的,这里面电动化起到很强烈的作用。
昨天我刚刚看到一个数据,今年上半年电动车今年已经销售了一百多万辆,当前电动车新能源渗透率已经到了8%,如果要实现碳达峰、碳中和阶段性目标,到2025年实现20%的渗透率,其实还有很长的路要走,要翻番的,基本上是再翻两番。
以前传统路径是政策驱动型,我们认为现在已经进入了政策+市场,双轮驱动。市场这块儿,企业要做的就是解决消费者对电动车产业发展的痛点,当前有主要三大痛点:充电、续航和安全。其中充电是首当其冲的,和充电息息相关的就是基础设施,当前还有哪些被消费者诟病的呢?包括运营商自己也感觉到运营商利润差,行业发展不规范,电池安全、充电体验差等等。
首先看看政策的领域。其实大家心里没有一个概念,我们的燃油车和燃油加油站的配比大概是,一个加油助油口要服务450辆燃油车。我们现在的充电桩部署的数量已经上去了,车桩配比1:3.2,去年的数据来看。
为什么大家还感觉充电不便利,充电不方便,什么原因呢?(如图)左边也是行业组织列的数据实际上我们充电场站的服务能力规模已经超过了当前的电动车存量,但是像鞠总分享的一样,比较缺目的地的场所,像居民区、单位充电桩部署是有较为严重的滞后,所以让一些潜在的消费者有一些顾虑。
我们如何解决快充和安全,跟充电相关的消费者顾虑呢?我们也分析了一下现状,续航已经不是当今消费者的痛点了,现在普遍A级车、B级车电池容量已经在65度,有的车企已经推出了100度甚至100度以上的规划,可以预见续航里程,比如75度的车,续航已经可以超过四五百公里,对于跨市的出行已经不存在顾虑了,所以我们认为续航已经不是大家的焦虑,跟焦虑息息相关的就是充电,快速充电的体验,我们认为一百千瓦时的配置,对车的配置已经足够满足大家远程的出行,所以我们以100千瓦为例,如果实现10分钟内的快速充电体验,单枪功率需要达到360千瓦,看看目前市场上的情况,150千瓦的桩,它的比例低于5%,桩也很可能是一配二,或者一配三的充电口,很多桩还不是分享的,可能是分配的,所以还满足不了消费者的需求。
走大功率快充,当前有两条路,我们今天给大家对比了一下,其实我们在今年上海车展做了分享对比,A车型走的是800V高压的车型,它能够承受更长时间的大电流的快充。B车型就是特斯拉这款,是峰值充电功率接近250,但是充电时长很短,所以综合来说,在长SOC的充电不能满足大功率的性能,我们列了一下15分钟是当前消费者的心理门槛,要达到15分钟的充电,那我的充电速度至少要高于2个C。
再看一下整车的规划,这是从公共信息平台获取的。国内车企已经很多,包括这次列的上市,看2020年上市高压车型,包括2021年,当前北汽、起亚的EV6、广汽Aion V以及长安等,都在今年下半年发布,市场规划看也是必然的趋势,我们的车企已经选择了B级车,首先B级车消费者对成本没有那么敏感。
高压车怎样实现商业闭环呢?首先你的车快充了,提升了消费者的体验,包括充电桩的运营商,如果有差异化的体验,快充的体验,消费者也会为这个多付钱,多买单,形成商业闭环。
高压还有什么好处呢?解决里程焦虑以后,实际上你续航配备的电池容量可以减配的,可以减少整车的成本,消费者更容易买到自己喜欢的车型。第二高压的车比低压车大功率快充更安全,所以一定是趋势。
再看看我们哪些场景是需要配备高压大功率的?当前两个场景:一个是即充即走型,以高速路、城区场站、公交车场站、出租车场站需要配备高压大功率的桩型。核心技术落地关键的话,主要分三块儿,解决用地问题、快充技术问题还有电力保障。这里列了一些数据,以我们典型6个充电桩场站看,一半一半,部署三个高压大功率的快充,三个慢充,电压平台以100千瓦规划的话,需要满足这些一些条件。
再看看为什么说这是趋势已定?首先从功率器件看,整车功率器件已经实现商业化,已经具备往量产部署了,从分析表里面可以看,400V 250Ah的电流,只能支持1C,同样图里面看不到1C快充的性能,800V可以支持3C的,如果上了高压800V的话,那500Ah的可以支持到6C,6C意味着5分钟的充电实现,当然这个也跟电池的耐受能力相关。这里举了功率器件850V-1100V,已经商业化了。
再看看做高压平台的话,其实对我们桩企的冲击远没有对车企的要大,车企要下定决心部署高压平台,几乎是整车要(全部)所有的器件都需要重新规划,所有的零部件要换完,所以刚才大家看到前面那么多车企,它已经下定决心了,那我们还犹豫什么呢?
右边是整个产业链的成熟度,涉及到高压平台更换的温控、动力总成、BMS等,都已经有具备量产的产品。
对于大家很关心适配高压平台的电池,我们以2C的电池为例,当前可能117A-130A的容量电池比较常见的,如果这个电池具备2C的充电能力,它在350V是额定电压,到400多V,对于350V它的电池串数是要少于低压的,这意味着其实高压平台电池的成本要低于低压平台的。
另外还有哪些节省呢?高压的线会节省,大电流的线会节省,然后热管理系统高压还要更低的成本,为什么?你的电池sel多,散热多,同样的通用能力要解决散热,所以这是存在同样通流能力。如果你要达到更高的通流能力,那你电池就要换新的2C、3C、4C的,那相当于你的整个规格都交换了。
从充电桩演进来看,当前的充电桩就满足了1000V的规划,那我改的部件相当少,涉及的就是枪、线、接触器、熔丝。对桩企规划建议就是当前你的建设和部署要面向未来1000V的演进,因为很多车企已经在规划900V的高压平台了。
这是快充需求下,安全部分是我们怎么保障?从电池类型选型,我们认为磷酸铁锂在满足稳定性、可靠性和快充性上更适合于快充的高压大功率快充车型部署。从电池管理策略来说,也需要桩侧、端侧、云侧结合,包括检测的频率、数据传输频率,检测的范围精度等等都要提升。
大家都在谈充电网络,未来充电网络规划看,包括运行安全,单侧也需要采集电池运行数据以及车桩协同,这些功能都需要将我们充电桩的哑设备变成智能设备,这是我们通信的需求,当前我们也在做这些努力,规范通信协议、通信接口等等。
这是我们一个畅想,未来智慧充电网面向桩网协同,面向场站的智能协同,分为四个:电器化、智能化、数字化,还有自动驾驶。
最后讲讲我们的方案。今年车展发布了全栈高压平台解决方案,包括OBC车充电,包括电池管理以及动力总成,车下高压模块,我们路标是这样的,今年发布15分钟以内的,两年以后我们再会上市7.5分钟,2025年做到5分钟。
因为我们是充电桩的,所以我下面的技术是涉及到跟充电桩相关的,首先是我们的模块,是200V-1000V的兼容,可以满足各种场景的,所以你选用华为的Hi Charger模块,对于未来演进,投资成本是有优势的。
我们为什么能够做到200V-1000V全负载的高效?我们也有一个技术,就是两路的500V输出串联。怎么保证安全呢?VIBMS AI云的系统我们是跟车企现在做一些合作,已经有一些成果,现在在端侧也在尝试不同的桩企运营商,还有数据中心,做这些AI算法的锻炼,通过数字卵生的耦合不断迭代,提升我们的能力,做到更快、更准、更精确的预测电池热失控,保证电池用电安全。
这个demo是现在我们试用的,目前和车企(合作),但是这个demo同样适用于充电场站的合作。
以上就是我今天的分享,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!)