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電動車充電,未來或許“不再難”

發布日期:2023-11-13

核心提示:當前,國內電動汽車已進入千萬輛級規模,與之息息相關的充電設施發展備受關注。充電技術能否迎來大突破?充電服務如何升級?怎樣
當前,國內電動汽車已進入千萬輛級規模,與之息息相關的充電設施發展備受關注。
充電技術能否迎來大突破?充電服務如何升級?怎樣實現車網互動?充電設施等新基建產業發展該注意什么?……8月4日—5日,第二屆中國電動汽車充電設施技術創新大會在常州召開,兩場主論壇、四場分論壇上30多位行業頭部專家、企業研發負責人、工程師的“思維交鋒”,讓充電行業一系列棘手難題的解決思路逐漸明晰。
產業進入“S曲線”上升期,多重技術壁壘待突破
眼下,新能源汽車進入蓬勃發展期,上升的勢頭非常猛。中汽協的數據顯示,上半年,國內電動汽車的市場占有率已超20%,達到國家新能源汽車規劃的目標,這也就面臨著對充電基礎設施的便利性以及技術先進性的迫切需求。
“國內充電設施的發展也到了‘S曲線’的上升期。”中國電力企業聯合會副秘書長兼中電聯標準化管理中心主任劉永東解釋,“S曲線”指的是在一個產業的爆發初期爬坡比較慢,但到一定規模以上就會進入“S形”上升的曲線,也就是進入了快速增長期。隨著國內電動汽車規模的不斷擴展、產業生態的不斷變化,技術成為產業爆發的最關鍵因素。
兩大技術趨勢值得關注。業界普遍認為,大功率充電能充分解決充電體驗差問題。然而,大功率充電不僅僅是一個接口的問題,它是一個系統工程,包括車、槍、樁等,同時大功率充電必然帶來安全隱患,所以開展液冷和加強溫度管控尤為重要。目前,業界正在探索把握充電連接器中的溫度帶來的變化,從而保證充電過程中溫度上升而產品系統不被破壞的解決方案。
無線充電也是繞不開的話題。受條件限制,無線充電還沒有廣泛應用,國內僅有少數量產車型推出無線充電作為高配來選用。無線充電的好處是對電網存在天然的連接,對今后電動汽車與電網的互動提供了較好的連接條件。但無線充電的技術涉及面較廣,是基建、電池、通信整體的結合,涉及基建安全、熱管理、電池安全等,技術難度比較大。
“國內充電設備分布廣,但存在設備老化、充電條件惡劣等問題。保證設備可靠運維變得越來越重要。產業需向智能運維、可靠運維的方向發展,來解決設備控制的問題。”劉永東說。
業內企業正在進行技術“破題”。“目前,部分存量設備不支持800V的平臺,即使是支持800V的平臺,120kW的雙槍主流配置不能滿足未來大功率的需求;大功率快充普及之后對于電力資源的需求也會變得更加緊張。”特來電首席專家穆曉鵬表示,這些也成為公司著力追求攻關解決的技術方向。
萬幫數字能源股份有限公司高級副總裁李宏慶提出了通過“功率池技術”破題的方案。
在充電場站內,充電樁的功率可以有多種分配形態,傳統的一體式充電樁把固定最大功率建設在一個樁上,一般提供2個充電槍,覆蓋2個車位,充電功率最多只能在這兩把槍之間進行分配或動態調整。而功率池技術是把更多的充電功率集中到一起,在多把槍之間進行動態分配,一般6把或8把,多至12把。這樣可以提高用戶的充電體驗,同時,還可以提高整個場站的充電功率利用率。
這一技術也有利于“平滑升級”。隨著車輛需求功率的提高,對前期投建的充電設施進行功率提升,就是所謂的充電設備升級,而平滑升級指的是最大限度保留以前的設備,在不額外增加設備的前提下,通過替換原有的功率模塊,就能實現充電功率池的提升。
從無序充電到有序充電,探索“綠電交易”等更多應用
盡管電動汽車規模快速提升,但從消費者的便利性角度看,充電基礎設施還不能完全滿足用戶需求。在充電領域里,應用運營方面的老大難問題一直存在,包括充電樁的故障、找樁難、耗時長、充電貴、充電利用率偏低等。
如何提升充電服務,拓展更多應用場景呢?
“我們希望通過充電基礎設施安全管理和智能控制,使電動汽車安全水平、運營服務等方面上一個新臺階。”南方電網電動汽車服務有限公司技術運營負責人彭科介紹,為提質增效,公司推出智能運維平臺,對充電樁、攝像頭、地鎖等新業務場景和設備進行“數字孿生”,對24類終端設備和1000多種監控指標實施監控,做到可控、可管、可視。整個運維可通過手機終端和工作站、LED大屏進行語音控制。在實體站內,通過數字化手段,對運營的充電量、充電營收利用率、充電成功率和故障樁進行監控,每天晚上都有指標回述。
能源交互成為新的應用前景。“目前,電動汽車正從‘無序充電’轉入‘有序充電’階段,預計未來5年之內會在電動汽車保有率比較高的城市,大規模地開展起來。”中國科學院院士歐陽明高指出,未來充電設施將進入V2G(車輛到電網)階段,從一家一戶和園區做起,實現車與車、車與家、車與園區、車與微電網的互動,利用大量的電動汽車形成一個“虛擬電廠”,前景十分廣闊。
國網電動汽車服務有限公司高級工程師楊燁認可這樣的判斷。“V2G技術,可以不斷調節用戶的充電需求,并進行進一步放電。這個概念就是車載動力電池,我們在用戶允許的范圍之內,滿足用戶的基本出行要求,通過V2G技術,把能量供給電網,輔助電網運行。”楊燁說,目前市面上,使用V2G技術的充電樁已有幾款比較成熟的產品,如果成本能進一步下降,功率等級就可跟市面上普通直流樁的功率等級一樣了。
總部位于常州的樁企龍頭星星充電正在探索“三網融合”與“綠電交易”新模式。“星星充電在能源方面有兩大愿景,一是爺爺輩置放的能源資產,孫子輩還能免費用。二是未來社區變成能源互助分享的大同世界。”公司創始人邵丹薇表示,這就需要三網融合戰略:利用工業互聯網技術,一端能源互聯,一端產業互聯,最終構建集“充電網、能源網、用戶網”于一體的三網融合平臺,實現建設移動能源網的愿景。
隨著江蘇率先推出分布式綠電現貨交易相關政策,星星充電目前正著力構建分布式綠電現貨交易平臺,實現余電在滿足居民“自建自用”的同時自行銷售,促進能源資產循環利用。
建立車網互動體系,讓新基建有“標”可循
事實上,未來充電設施解決的不僅僅是充電問題。
新基建區別于舊基建之處在于,并非在政策刺激和投資到位情況下就能快速上馬,而是一個技術研發和進步的積累過程,同時,新基建只有放到具體產業發展中,才能放大技術的“乘數效應”,隨著5G、鋰電池等科技實現突破,大規模修建5G基站、新能源汽車充電樁正逢其時。
今年4月,中央財經委員會第十一次會議上提出,要加強交通、能源、水利等網絡型基礎設施的建設,加快新型基礎設施建設,構建現代化的基礎設施體系,把聯網、補網、強鏈作為建設的重點,著力提升網絡效益。
新基建的建設必須有“標”可循。8月4日,《電動汽車充換電設施施工驗收工作手冊》《新型交通能源基礎設施研究報告》兩份白皮書在常州發布。
“運營商包括很多的企業都反饋,目前充電設施施工驗收這一塊的標準,分散在不同的行業標準中,技術要求非常分散,對于各個需要落地的產業來說,執行起來不是那么便利,因此有了我們此次發布的驗收手冊。”中國電力企業聯合會標準化管理中心處長周麗波解讀,手冊將充換電設施的施工驗收業務按照施工前期、工程施工、驗收規范進行了總結,對充電設施的建設手續、施工要求、驗收標準進行了系統歸納。
記者翻看《新型交通能源基礎設施研究報告》發現,報告對七大能源基礎設施進行了梳理,包括城鄉智能的慢充網、超級快充、光儲充一體化設施、新一代的換電站、油氣氫電的綜合能源站、電池智能倉配中心和移動能源的服務設施,并明確了能源基礎設施通過與城市設施、交通運輸、能源系統的深度融合,實現交通流、能源流和信息流的雙向互動,為不同新能源汽車的補能提供體系化的解決方案。
展望產業前景,在國網電動汽車服務有限公司充電運營首席專家李厚志看來,為推動協同、融合發展,整個行業應共同加強建站規劃的布局,并與電網規劃做到良好匹配。不斷建立車網互動體系,形成統一的技術標準,加快政策的推進和探索可持續發展的商業模式。
國網電科院實驗驗證中心副主任倪峰則提醒,一套安全嚴謹可執行的標準推出后,需要有一個迭代的推廣方案,產業的變化太快,一個標準從發布以后,3到5年就會有很多功能跟不上變化。因此,標準在頒布過程中,還要成立技術委員會,對新的需求進行評定,來反映到標準中去,也就是說標準也要有“裁判員”。只有標準體系更完善地執行起來,才能更好地為產業服務。 

 
 
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