5月22-24日,由充電樁網、充換電百人會、光儲充換產業聯盟聯合主辦的2024第三屆中國國際充電樁及換電站展覽會、2024第十屆中國國際電動汽車充換電產業大會在上海汽車會展中心盛大舉辦。
本屆大會以“聚焦高質量·引領新發展”為主題,集“展覽展示+主論壇+11場分論壇+新品發布+品牌評選”為一體。大會共邀請到200+演講嘉賓,匯聚了2000+來自政府部門、專家學者和充換電產業上下游企業高層,一同見證充換電產業的無限機遇,共話充換電產業未來的發展之路。
5月23日,河北通合新能源科技有限公司產品經理 高路平作《從量變到質變,迎接新能源行業新拐點》的演講。
演講整理
河北通合新能源科技有限公司
高路平 產品經理
大家好,我是通合的產品經理高路平,今天給大家帶來的分享是從量變到質變,迎接新能源行業新拐點。
第一,新能源行業發展情況。
從2005年到2015年,新能源汽車滲透率1%,又過了四年到2020年滲透率到了6%,又過了三年到2023年底滲透率超過了35%,
就在2024年4月上旬,,中國汽車產業迎來了一個拐點,新能源汽車的占比超過了燃油車。另一方面是充電樁,主要想展示的是2024年1~4月份新增公共直流樁的平均功率從2023年和2022年60多千瓦提升到155個千瓦,主要原因是直流樁向快充轉變,以深圳、廣州、成渝、武漢這些城市超充站的建設成果尤為顯著。
說到超充,首先是電池,然后是樁,只要這兩個條件具備了,超充就沒有阻力。電池從之前1C、2C到現在5C、6C的升級,價格反而在持續的下降,再加上C h a o Ji 的標準和2015+標準都在去年9月份發布了,所以800~900千瓦的功率現在技術也是沒有問題。整個超充的建設歷程大概從2022年開始,像廣州、海南、深圳、重慶等等都紛紛提出建設超充的計劃,另外國務院辦公廳在2023年6月份提出了關于構建高質量充電基礎設施的指導意見。高質量充電設施應該符合哪些特點?后面會討論。
車網互動的情況,提到車網互動大家最先想到的是V2G,V2G在國內有很多試點。車網互動不單單是V2G,像虛擬電廠、儲充等都屬于這個范疇。比如深圳,超充樁增長比較快,給電網造成了很大的壓力,目前超充站接入了虛擬電廠的管理,而且深圳提出到2024年底要推出電力充儲一張網。
我們提出了高質量充電設施的發展趨勢,共7點,其中5點是用深圳超充地方標準來概括,分別是體驗方面要充得快、噪聲低,能效方面要高效率、低功耗,可靠方面要有比較高的防護等級,要防鹽霧等等惡劣環境,還有可維護OTA遠程升級,第五信息安全,第六是車網互動,第七是核心器件標準化的趨勢。
第二部分,充電模塊發展情況。
整個模塊行業的發展大概是14、15年開始,當時大家有做7.5千瓦,有做10千瓦和15千瓦的,基本上都是由HVDC電源改型過來,通合做模塊其實更早一些,2007年通合最早推出的是10千瓦的模塊,用了三個3.3千瓦的電路并聯出一個10千瓦,最開始一百伏,后來做了500伏、750伏。2016年整個行業大家開始做恒功率的產品,2017年功率密度越做越高,2020年大家紛紛做一千伏的產品,有的功率密度比較高的可以做到60W每立方英寸,2021年模塊冷卻方式越來越多樣化,V2G、DC/DC相關產品開始發展。
結合高質量充電設施的特點,我總結了四點高質量充電模塊應該具備的特點:優、快、好、省,和京東的多快好省很像,多快好省這個口號其實歷史比較久,不多討論。我把多改成了優,因為咱們的主題是從量變到質變,第一點就是可靠,數量多不一定好,但是可靠性高,才是真的好。
其次是快,要有一個寬的輸出范圍以及寬的恒功率范圍,而且是實實在在的恒功率,不打折。第三是好,低噪聲這是整個行業里面最大的痛點,其次是高功率密度、智能化。第四是省,作為運營商來說省下來的每分錢都是可以多掙的錢。低功耗,主要指待機的功耗,有功和無功,大部分充電樁廠家的辦法是加一個交流輸入接入器。這個交流輸入接入器能否省掉?我們覺得也是有方案的,后面會介紹通合的解決方案。還有少維護和免維護,因為時間和人力成本也是成本的一部分,肯定是越低越好。
未來的趨勢,一方面是高可靠,作為充電樁的核心器件,充電模塊更要考慮環境耐受性,如潮濕、鹽霧、粉塵等等,所以高防護的產品一定是未來的趨勢,液冷產品現在發展得特別迅速就在這里。綜合模塊全生命周期的運營成本,液冷的方案或者灌膠的方案綜合性價比肯定要超過傳統模塊的。
第二方面是可靠的輸出能力,雖然充電電壓發展到800V也有很長時間了,但是400V平臺車的保有量還是非常可觀的,寬輸出范圍和寬恒功率范圍仍然是未來的發展趨勢。由于需求功率的變大,現在很多車可以實現五分鐘或者十分鐘就可以補電70%~80%,對于車主來說每一分鐘都非常重要,模塊不應該輕易地降額,特別是受到一些環境溫度等等因素影響的時候,恒功率曲線不能輕易打折。
第三方面是高功率密度。過去這些年功率密度一直在提升,從最早的20到現在超過60~70W/立方英寸。首先是成本優勢,另外更加有利于充電樁進行高端化的設計,第三容易維護,第四是技術,不管是液冷還是風冷,AC/DC的原理沒有太大變化,高功率密度成熟的技術更加有利于其他散熱方式的技術發展。
第四方面是智能化。因為充電樁越來越智能,模塊需要做好技術儲備支撐充電樁的智能發展,比如OTA遠程升級、故障預警、故障錄波、超低待機功耗、低噪聲、輸入頻率自適應等。
第三,河北通合新能源科技有限公司介紹。
河北通合新能源科技有限公司是上市公司通合科技的全資子公司,主營業務是充電模塊及充換電解決方案。通合科技以石家莊、西安雙總部在發展,西安總部在今年1月份剛剛投產,今天在場的很多朋友當時都參加了我們的開業典禮。通合的業務有三大板塊,分別是新能源汽車、智能電網、特種電源三部分。通合新能源業務發展最早是2007年,因為北京奧運的契機我們開始進入到這個市場,陸陸續續地做了幾代產品,到2016年我們確定要以充電模塊作為公司的核心產品,同時我們成立了河北通合新能源科技有限公司。也是這一年我們推出了20千瓦的恒功率充電模塊。到2019年我們推出了20千瓦的三統一產品,國網提出標準化設計,我們也是第一批通過了國網的互換性測試,2020年我們把這個產品升級到了一千伏,2021年這個產品在網內占有率超過了70%,并且在這一年我們開始推出我們的雙面灌膠工藝。2022年我們推出高性價比40千瓦充電模塊,網外占有率也在快速提升。2023年我們又推出了“三統一”的30千瓦,還有首款太行系列以及取得TUV CE/UL認證的30、40千瓦產品,全年模塊銷售額突破7億。通合從07~23年做了九代產品,每代有1~3款不等,這展示了通合技術的積累和成長,目前全球范圍內大功率電源幾乎都在用LLC拓撲,通合就是做LLC拓撲實現商用化的先驅者,早在04年我們就取得了國家發明專利,近20年來通合不斷地對LLC拓撲特性進行深入研究,我們有基于一整套數學模型的設計、關鍵器件的參數和規范。
通合有CNAS和國防DiLAC認證,從而保證產品的可靠性。石家莊+西安雙總部的生產面積4萬平方米,年產能一百萬標準臺以上,另外我們在石家莊有一個新基地建設的計劃,當新基地建成之后,產能將再提升1倍以上。目前通合模塊全部是自產,并且我們的自動化程度超過60%,在業內處于較高的水平,歡迎各位朋友到我們總部參觀交流!
我們基于做電源多年的經驗,包括做新能源之后發現的問題,我們判斷充電模塊現在更適宜選擇灌膠的方案,傳統點膠方案存在一些問題,比如三防漆流動性比較差,噴在那里基本上不會流動了,很多器件尖角部分處理不到,另外三防壽命有限,長時期老化后鹽霧會擴散進內部。另外點膠無法覆蓋全部貼片件,有些件會被散熱器等比較高的器件遮擋,導致防護不到位。通合的雙面灌膠的技術是把PCB的雙面,包括DSP這個板的兩面做了灌膠,厚度達到2.5毫米,可以完全隔絕空氣,并且把器件所有的引腳全部覆蓋住。我們做的雙面灌膠是全自動的工藝,通過引入全自動生產線,相比較于半自動或者手動生產,一方面能提升生產效率,另一方面能提升產品的一致性,因為手工或者半自動它在搬運過程中板子會產生形變,破壞PCB,也不能精準控制厚度,如果厚度不均勻會影響整體的散熱效果。
通合通過實驗模擬惡劣的環境,如圖所示,我們做了非常嚴苛的環境試驗,我們考慮粉塵的直徑、導電程度、酸堿度等等,再去做交變濕熱,然后絕緣讓它老化,還有兩年以上現場驗證的經驗,灌膠的方案絕對能滿足現在99%以上的現場使用場景。通合在2024年已經為已合作客戶全部升級為灌膠方案,而且是免費的。通合現在所有出貨的模塊全部是灌膠的產品。
下面介紹幾款通合的優勢產品。通合產品分為兩個系列,一個是極致性價比系列,一個是高價值系列。極致性價比系列并不等同于極致的低價,它是整個生命周期成本最極致的產品,這兩個產品分別是兩風機30千瓦和三風機的40千瓦充電模塊,采用碳化硅的器件,尤其是兩風機30千瓦的是國網的尺寸,并且它是300~1000V沒有斷點和凹陷的恒功率產品,高溫可以做到55度,在55度情況下恒功率范圍沒有任何凹陷,歡迎大家體驗這個產品。
另外我們去年發布了一個第九代產品,也是太行系列首款產品30C9,這是30千瓦的產品,最大特點是低噪聲,它的常溫滿載噪聲低至55db,恒功率范圍到60度不降額,并且30C9不管是低噪聲的特性還是高溫不降額的特性,它的溫升沒有任何問題,絕對符合行業都認可的標準。30C9還有一個超低功耗的特點,它的待機有功低于6W,待機無功低于8Var,可以幫助大家節省掉交流輸入接觸器。
今年推出兩款新產品是40千瓦的液冷和40千瓦的AC/DC,均采用碳化硅方案,效率達到97%以上。40千瓦的液冷可以實現0噪聲,IP65防護等級。40千瓦的AC/DC,也是太行系列第二款產品,可以把噪聲控制在60分貝以內,并且有低待機無功的特性。
針對儲充類產品也是兩個系列,在三統一尺寸下有20千瓦的雙輸入產品,還有20千瓦的V2G的產品,還有15千瓦的雙向DC/DC產品。三風機尺寸是30千瓦單向DC/DC產品,雙向的DC/DC在今年也會上市。
另外通合提供交/直流整機解決方案,交流有即插即充/運營版方案,直流是分體和一體解決方案,均能滿足用戶的使用需求。
通合的產品規劃方面,我們認為液冷絕對是未來的趨勢,但是當前風冷模塊的生命周期遠還沒有到達終點,通合會繼續推出風冷產品,包括60千瓦的AC/DC產品和40千瓦V2G的產品,液冷會基于40千瓦尺寸再做一個60千瓦的產品,都是可以直接迭代的。
長期的規劃,我們也是分幾個方面,首先是極致性價比,我們要持續地做符合全球市場的極致性價比的產品,綜合全生命周期成本最低,其次是高價值系列,第三是小功率直流,第四是儲充相關的,包括PCS,還有低壓等等領域的產品。