為破解充電困境，探索新技術(shù)發(fā)展，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)于8月23日在清華大學(xué)舉辦了2017年第五期“電動(dòng)汽車熱點(diǎn)問(wèn)題系列研討會(huì)”，細(xì)分純電動(dòng)乘用車面向大功率充電的高壓系統(tǒng)技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展前景、電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)、探索可持續(xù)發(fā)展的充電業(yè)態(tài)三個(gè)主題，探討充電困境與技術(shù)發(fā)展。

以下為此次研討會(huì)發(fā)言嘉賓南京南瑞集團(tuán)國(guó)際部副主任倪峰的發(fā)言精編：

大功率充電的需求是非常明確的，無(wú)論國(guó)內(nèi)外，商用車、出租車、網(wǎng)約車等車輛都有非常急切、迫切的需求。另外，國(guó)內(nèi)外在長(zhǎng)途旅行上對(duì)大功率充電也有一定需求，尤其是歐洲、美國(guó)，長(zhǎng)途旅行是較常見的一種出行方式，因此對(duì)大功率在高速公路上的應(yīng)用，有非常迫切的需求。而我國(guó)除了上述方面的需求外，在一些特大型的城市，如北上廣深，由于大多數(shù)車主很難找到車位進(jìn)行充電，所以他們也會(huì)對(duì)大功率充電有強(qiáng)烈需求。

國(guó)外大功率充電進(jìn)展

總體來(lái)說(shuō)，歐美企業(yè)準(zhǔn)備第一步在2017、2018年左右，實(shí)現(xiàn)150千瓦以上的大功率充電。在2020年前后，歐美企業(yè)將實(shí)現(xiàn)350千瓦及以上的大功率充電。

實(shí)際上，歐美日等企業(yè)真正開始在標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)入大功率充電，并不是特別早，應(yīng)該是2016年才提出來(lái)。但目前來(lái)看，進(jìn)展速度非?？欤髂昊?qū)l(fā)布部分標(biāo)準(zhǔn)。

今年，歐洲包括寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷、奧迪等車企和美國(guó)福特成立了合資公司，希望用2年的時(shí)間在歐洲建立大功率充電網(wǎng)絡(luò)，而目前來(lái)看，這個(gè)充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度超出意料，今年底可能在歐洲會(huì)建成10座以內(nèi)的充電站，2019年計(jì)劃建成400余座350千瓦以上的充電站。

而這些大功率充電網(wǎng)絡(luò)全部由車企出資，并由車企自己制定路線，其他的運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有直接加入。關(guān)于如何盈利，這些企業(yè)介紹，有兩個(gè)方面，一是300公里續(xù)駛里程以上的電動(dòng)汽車進(jìn)入市場(chǎng)，如果沒(méi)有大功率充電的支持，很難打開市場(chǎng)；二是在充電費(fèi)用上，現(xiàn)在設(shè)置的充電費(fèi)用高于汽油，以保證盈利。其理由是長(zhǎng)途旅行需求對(duì)私人車輛來(lái)說(shuō)占比不大，為此付出較高的費(fèi)用，可以被使用者接受。

在大功率充電方面，日本走得相對(duì)緩慢。目前日本主要還是傾向于150千瓦左右的功率，而350千瓦的大功率充電計(jì)劃在2022年以后再實(shí)現(xiàn)。日本認(rèn)為當(dāng)前不需要著急實(shí)現(xiàn)350千瓦的大功率充電。在這一點(diǎn)上，歐美和日本還存在差別。

大功率充電實(shí)施路線

目前，常用的大功率充電一般分兩種：標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式，是通過(guò)加大電纜截面，多連接器，提高載流能力，重慶在幾年前已經(jīng)使用這種方式。但這種方式會(huì)導(dǎo)致電纜重量增加，操作不方便，不適合用于公共場(chǎng)所，可能比較適合專用的場(chǎng)地使用。目前，有人提出了全自動(dòng)或半自動(dòng)的解決方案，IEC也成立了工作組，做機(jī)器輔助充電。

特殊運(yùn)行方式是目前比較流行的方式，就是采用熱管理技術(shù)。實(shí)際上，大功率充電對(duì)充電側(cè)來(lái)講，最大的問(wèn)題就是冷卻方式，能夠在較小的截面上實(shí)現(xiàn)大電流的承載。

大功率充電實(shí)際上在IEC61851兩個(gè)版本種提出了不同的要求，相比舊標(biāo)準(zhǔn)，增加了大功率充電后，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于溫度點(diǎn)有了明確的要求，包括測(cè)試、工作方式等。

將兩種方式做個(gè)比較。在普通方式下，通過(guò)增加電纜截面承載350安培或者400安培電流時(shí)，需要110平方米的電纜才能保證長(zhǎng)期正常工作，但增加冷卻后，只需要50-70平方米甚至更小。

大功率充電難點(diǎn)

大功率充電的連接器設(shè)計(jì)有一個(gè)難點(diǎn)，一般我們講溫度測(cè)量值，怎么得到的，通過(guò)連接器里某一特定的位置溫度傳感器來(lái)獲得的，大家知道，尤其在接觸面或者端接頭這些地方是很難把傳感器直接裝在發(fā)熱處的。溫度檢測(cè)的值和實(shí)際溫度值中間是有德爾塔的，隨著不同工況斜率是不一樣的。所以，需要對(duì)整個(gè)充電過(guò)程的溫度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，還要對(duì)整個(gè)充電過(guò)程的時(shí)間加速度有一定預(yù)判，所以這就是需要做連接器連接廠家，包括充電廠家要對(duì)溫度有很精確的把握住。

另外，安裝這個(gè)位置，因?yàn)榇蠹艺f(shuō)連接器工作環(huán)境是相對(duì)比較惡劣的，經(jīng)常會(huì)跌落、碾壓發(fā)生，這些連接器探頭的位置不能發(fā)生偏移，如果發(fā)生偏移的話溫度檢測(cè)會(huì)有比較大的問(wèn)題，這是比較難解決的問(wèn)題，現(xiàn)在各個(gè)國(guó)家也都在想辦法解決這些事情。

整個(gè)大功率有一個(gè)簡(jiǎn)單的拓?fù)鋱D，和原來(lái)的拓?fù)湎啾茸畲蟮膮^(qū)別，在所有的發(fā)熱端點(diǎn)，我們充電機(jī)而言，我們的車輛插頭和車輛插座都可以安裝車輛傳感器，根據(jù)原來(lái)的要求包括我們國(guó)標(biāo)的要求，現(xiàn)在對(duì)大功率的要求需要4個(gè)傳感器裝上去。另外，電纜里面還會(huì)有相應(yīng)的東西。

同時(shí)針對(duì)大功率連接的設(shè)計(jì)也提出了實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的方法，包括制造一些測(cè)量的量具，模擬車端發(fā)熱的過(guò)程檢測(cè)插頭，或者通過(guò)短路的電路模擬充電的過(guò)程產(chǎn)生大電流來(lái)檢測(cè)整個(gè)車輛插頭溫升的情況，這個(gè)東西在IEC的標(biāo)準(zhǔn)里面都做了詳盡的規(guī)定。

我國(guó)在大功率充電方面的進(jìn)展和規(guī)劃

中國(guó)大功率充電是從2016年開始的。目前由中電聯(lián)和中汽研兩家單位牽頭，成立了大功率充電標(biāo)準(zhǔn)工作組，充電組成員包括充電設(shè)施廠家、連接器廠家、電纜廠家、車企和電池企業(yè)，將近20家企業(yè)參與了這方面工作，對(duì)大功率充電技術(shù)進(jìn)行了探討和研究，也做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。

從2016年3月起，在北京、深圳、南京等地開了若干次關(guān)于大功率充電的會(huì)議，對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論。今年5月正式成立了工作組。6月，將大功率充電這一議題作為我國(guó)與德國(guó)的合作項(xiàng)目，已經(jīng)得到了雙方政府的認(rèn)可。

目前，已經(jīng)基本確定了中國(guó)大功率充電的目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)分近期和遠(yuǎn)期。經(jīng)過(guò)一系列調(diào)研，第一步電壓平臺(tái)可能定在700V左右。對(duì)于電動(dòng)汽車而言，電壓平臺(tái)現(xiàn)在最大的問(wèn)題是，提升電壓平臺(tái)的器件，尤其是汽車級(jí)應(yīng)用器件還不能輕易獲得。因此，500-700V可能是大功率充電較好的起步點(diǎn)。而對(duì)于充電設(shè)施而言，再次提升電壓，至少對(duì)充電設(shè)施來(lái)講，較為容易實(shí)現(xiàn)。電流方面，可能會(huì)將400-500安培作為起步點(diǎn)。

關(guān)于兼容的問(wèn)題，目前工作組有兩個(gè)方案，一是延用2015版充電連接器，在目前國(guó)標(biāo)情況下增加改造，來(lái)實(shí)現(xiàn)大功率充電。另一種方案是基于大功率充電進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。兩種方案都有優(yōu)缺點(diǎn)，第一個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)端面兼容，理論上講不需要做任何物理轉(zhuǎn)換，缺點(diǎn)則是，2015版標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)時(shí)，根本沒(méi)有考慮大功率充電的問(wèn)題，甚至正常充電時(shí)，還存在很多當(dāng)時(shí)沒(méi)有考慮到的情況。而重新設(shè)計(jì)新的使用大功率的連接器，可以做很多優(yōu)化，提高性能和安全性。這一方案的缺點(diǎn)是，與原來(lái)的端面不兼容，需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接頭。

關(guān)于充電電纜，也需要重新定義，包括冷卻系統(tǒng)如何選擇、工作情況下對(duì)導(dǎo)體溫度的檢測(cè)、電纜的抗碾壓測(cè)試、柔軟度、兼容性等。目前，關(guān)于電纜的標(biāo)準(zhǔn)剛出了一版，這都是需要討論的問(wèn)題。

在充電機(jī)側(cè)也需要改進(jìn)，包括控制導(dǎo)引電路。我國(guó)目前的控制導(dǎo)引電路在原來(lái)的基礎(chǔ)上使用問(wèn)題不大。但如果使用大功率充電，就會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，最大的問(wèn)題是沒(méi)有硬節(jié)電信號(hào)，這也是我國(guó)原有方案和歐美日等國(guó)的一大區(qū)別。歐美的方案中，CCS電路里帶了一個(gè)S開關(guān)，可以通過(guò)硬件的信號(hào)，從車側(cè)向樁通知異常狀態(tài)，日本的方案中有三個(gè)硬節(jié)電信號(hào)，保證車到樁、樁到車之間的信號(hào)傳遞。

因此，我們提出一個(gè)改進(jìn)電路，利用現(xiàn)在的輔助電源，增加兩個(gè)控制點(diǎn)，這樣電路本身在控制邏輯上和原來(lái)完全兼容，但提供了車到樁、樁到車的信號(hào)，同時(shí)可以解決以前老電路對(duì)PE斷針情況無(wú)法判斷的問(wèn)題。采用這個(gè)信號(hào)后，輔助電源是不能用了，但是根據(jù)調(diào)研的情況，包括大車在內(nèi)，2015版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上對(duì)輔助電源已經(jīng)做了一定限制，當(dāng)時(shí)限制是10安培，所以準(zhǔn)備把這個(gè)作為一些輔助的功率電源，基本上已經(jīng)不用了，所以說(shuō)這個(gè)影響非常小。

另外，充電機(jī)也需解決一些問(wèn)題。目前充電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有完善，如果電壓平臺(tái)提高到1000V，覆蓋范圍可能就是200-1000V，如果還是采用原來(lái)的恒流方式，那么低壓時(shí)功率會(huì)大幅減小體驗(yàn)會(huì)很差。這種情況，我們會(huì)對(duì)某一些電壓端做恒功率的處理，保證在低電壓時(shí)也能夠達(dá)到一定的輸出功率。在充電機(jī)里要記錄的一些東西，有一些Y電容要求的問(wèn)題，因?yàn)殡S著充電機(jī)的功率增大，Y電流也會(huì)增大。

最后是關(guān)于通訊協(xié)議。原來(lái)通訊協(xié)議對(duì)大功率沒(méi)有任何支持，包括緊急情況的處理、溫度的處理，以及即插即用的方式，以前是沒(méi)有存在這種可以把車輛的ID傳入充電機(jī)的方式。所以，希望借助大功率充電的機(jī)會(huì)，將充電協(xié)議進(jìn)行部分修訂，包括測(cè)試大功率充電的標(biāo)準(zhǔn)、即插即用的方式和充電通信安全的問(wèn)題。

目前為止，工作組內(nèi)部比較傾向性的意見還是設(shè)計(jì)新方案繼續(xù)往前走。我們現(xiàn)在開始做驗(yàn)證系統(tǒng)，包括連接器的設(shè)計(jì)，可能在今年年底，會(huì)拿出連接器的設(shè)計(jì)初稿。從明年開始，可能會(huì)選擇恰當(dāng)時(shí)間，請(qǐng)一些公司加入并提供車輛，以供我們做實(shí)驗(yàn)，希望明年6月時(shí)能夠完成初步的實(shí)驗(yàn)，初步定的功率可能200—300千瓦左右，在500—700V情況下實(shí)現(xiàn)400安培的充電。

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)，我們希望是在具備一定數(shù)據(jù)積累的情況下，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的詳盡制定。因此，我們打算今年年底把計(jì)算報(bào)上去，明年開始在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，最后再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，最終，我們將在2019年前后將大功率充電標(biāo)準(zhǔn)制定完成。

（根據(jù)發(fā)言整理）

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