【金砖充电论坛】华为数字能源 彭鹏:《无高压不快充—下一代高

【发布日期】:2021-07-17【查看次数】:

  原标题:【金砖充电论坛】华为数字能源 彭鹏:《无高压不快充—下一代高压大功率技术趋势探讨》

  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:

  去年华为分享了充电基础设施的十大趋势,今年聚焦在高压快充的趋势和行业专家们一起深入探讨下。分享分为三部分:ICT产业与汽车产业日益融合;高压大功率快充技术发展趋势;和华为AI闪充高压平台解决方案介绍。

  首先我们回顾下智能网联电动汽车产业与ICT产业融合的历程。大约140年前第一辆汽车诞生,第一部电话问世也在同一时间。第一辆电动汽车是优先于燃油车问世的。汽车和ICT两个产业同时也分别经历了快速发展的时期。

  随着科学技术的进步,近20年以来,两个产业互相交融,融合逐步加深。2G、3G、4G等ICT技术发展和汽车产业日益融合之后,擦出了精彩火花,碰撞出更大的产业机会,智能电动汽车产业呈现出了无限的想象空间。

  华为是一家ICT公司,聚焦数字化、智能化技术,提供基于连接的智能化解决方案。其中包括我们熟知的智能网联汽车相关方案包括:自动驾驶、智能数据与存储、智能安全等。同时我们还有全场景云平台服务以及数字化平台,和面向车企开发的数字化开发平台。

  华为致力于做智能电动汽车的增量部件供应商,包括五大子系统:智能车云、智能网联、智能座舱、智能电动以及最近热度很高的华为智能驾驶。在智能电动领域,我们主要方案包含车上和车下两个部分,车上包括车载充电、动力控制、动力总成,车下提供充电基础设施核心模块。

  国家双碳背景下,五大抓手同步进行,共同助力碳中和目标达成。交通行业是最为显著改善碳排放的行业,其中交通行业全面电动化的作用是最大的。

  最新的销量数据显示,今年上半年新能源车销量突破了一百万辆,当前新能源车渗透率已经到了8%。但是,距离实现碳达峰、碳中和阶段性目标:2025年实现20%的渗透率,还有很长的路要走。

  我们认为,新能源汽车的驱动已经从政策驱动,进入了政策+市场双轮驱动的时期。市场需求层面,企业要做的是提供更好的产品,来打消消费者对购买新能源电动车的顾虑。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,和充电息息相关的就是充电基础设施。同时还有行业发展不规范,电池安全、充电体验差等问题。

  首先从充电基础设施的发展情况看,我们的燃油车和加油站的配比是一个加油口要服务450辆燃油车。当前的充电桩去年底车桩配比是1:3.2,远好于加油枪的比例。

  为什么大家还感觉充电不便利,不方便?数据上看出我们充电场站的服务能力和规模已经超过了当前的电动车存量,但是比较缺少目的地充电站。特别是居民区、单位充电桩部署进展是滞后的。所以潜在的消费者还是有一定顾虑。

  如何解决快充,安全,以及相关的消费者顾虑呢?基于当前电动车行业现状,续航已经不是消费者的痛点了。现在A级车、B级车电池容量普遍大于65度电了,车企已经推出了100度和100度以上的规划,续航里程已经可以超过四五百公里(75度电池包),对于跨市的出行已经不存在顾虑了。100度电的电动车的配置已经足够满足大家远程的出行,所以我们认为续航已经不是大家核心关注点了,消费者的焦虑息息相关的是充电问题以及快速补电的用户体验。以100度电电池包为例,如果实现10分钟内的快速充电体验,单枪功率需要达到360kW。

  但是从数据来看,当前市场上150kW的桩比例低于5%。同时,桩也可能是一配二,或者一配三的充电枪,很多桩功率不是动态共享的,而是固定分配的,所以当前充电桩功率还远远满足不了消费者的快充需求,需要向大功率演进。

  实现大功率快充当前有两个路径:高压和低压大电流。对比来看,A车型走的是800V高压的车型,它能够承受更长时间的大功率的快充。B车型是目前低压大电流充电最快的车型,其峰值充电功率接近250kW。但是大功率快充持续的充电时长非常短,只有几分钟。

  当前消费者的心理认可的快速充电时长是小于15分钟,那充电倍率要大于2C。低压平台充电不能满足大功率的要求,必然要走向高压。

  我们整理分析了从公共信息平台获取的车企规划信息。国内车企已经在全面布局高压架构整车。大量车型已经发布或者在未来2-3年上市。如:极狐αS、起亚的EV6、广汽Aion V、长安等,都在今年下半年发布。从车企的规划来看,高压架构已经是必然的趋势,B+级车型选择高压平台切入市场,提升客户体验,助力品牌向上。

  车企选择高压平台,首先快充提升了消费者的体验,充电桩的运营商,可以提供差异化的快充服务和收费模式,消费者也会为差异化服务买单,形成正向的商业飞轮,达成商业闭环。

  另外,高压还有什么好处呢?高压快充解决里程焦虑以后,续航配备的电池容量可以降低,减少整车的成本,消费者可以买到自己喜欢的性价比更高车型。同时高压比低压车大功率快充电池更安全,所以高压快充一定是未来的趋势。

  在哪些场景是需要配备高压大功率桩?即充即走型场景以高速路、城区场站、公交车场站、出租车场站为主,需要配备高压大功率的桩型。核心关键需要落地:1、解决用地问题,2、快充技术,3、电力保障等。其中电力保障方面,我们以典型6个充电桩场站看,部署三个高压大功率的快充桩,三个慢充桩,电压平台以100度电为例规划的话,需要满足这些一些条件:容量比:1:1.2,变压器容量:1MW(2C)。

  高压快充一定是未来的趋势,为什么说这是趋势已定?首先从功率器件看,整车高压功率器件已经具备量产能力。从分析表里面可以看,400V 250Ah的电流,只能支持1C,800V可以支持3C,如果上了高压800V,500A电流可以支持到6C,6C意味着5分钟的充满。

  高压平台对桩企影响远小于对车企,车企已下定决心部署高压平台,几乎是整车所有器件需要重新规划选型,刚才大家看到前面那么多主机厂已经下定决心了,那我们还犹豫什么呢?

  从整车高压架构的层面,多个部件需要重新选型。涉及到整个产业链的成熟度,如涉及到更换的温控、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动力电池,我们以2C能力的电池为例,当前100Ah-130Ah的容量电芯比较常见的,电池具备2C的充电能力,低压架构的快充电池电池串数是要少于高压平台的,这意味着高压平台电池的成本是要低于低压平台的。

  同时高压还会带来电池其他部件的节省。如高压后电流变小,线束相比低压大电流的会节省;热管理系统由于高压化后,散热减少,热管理成本更低。

  从充电桩演进来看,需要满足高压1000V的规划。充电桩的高压化改造所涉及更改的部件相当少,主要是枪、线、接触器、www.73769.com。熔丝等。我们对桩企改造和新建的规划建议是:支持面向未来1000V的演进。当前很多车企已经在规划900V的高压平台了。

  如何保障新能源车安全?从电池类型选型看,我们认为磷酸铁锂在满足稳定性、可靠性和快充性能上更适合于高压大功率快充车型部署。电池管理策略上也需要桩侧、BMS端侧、云侧相互结合协同。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。

  未来充电网络规划看,包括运行安全,端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。实现充电桩智能化首先要满足基本的通信要求,当前我们也在做这些努力,统一硬件标准,规范通信协议、统一通信接口等等。

  未来智慧充电网面向桩网协同,面向场站的智能协同,分为四个阶段:电气化、智能化、数字化,还有网络自动驾驶。

  华为在今年上海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,好运六合网车下高压模块,今年发布15分钟以内的充满30%-80%,两年以后我们会再上市7.5分钟的解决方案,2025年做到5分钟。

  首先是我们的模块,是200V-1000V的兼容,可以满足各种场景。选用华为的HiCharger模块,对于未来演进,保护投资成本是有优势的。基于两路的500V串联输出,华为HiCharger模块够做到200V-1000V宽电压兼容,同时实现全负载的高效。

  电池安全方面,结合大数据,电化学机理模型,AI模型等打造了云端电池安全方案AI BMS。我们跟车企现在做一些合作,已经有一些成果。基于于AI算法的训练,通过数字孪生的耦合不断迭代,提升算法效果,做到更快、更准、更精确的预测电池热失控,保障电池安全。

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