中國儲能網訊：今年年初，工信部網站發(fā)布消息稱，電動汽車傳導充電連接裝置國家標準正式啟動修訂。據介紹，本次標準修訂將在我國現行直流充電接口技術方案基礎上，進一步提高充電電流電壓，優(yōu)化完善控制導引電路、通信協(xié)議，拓展敏捷控制、即插即充、預約充電等功能，滿足大功率充電技術發(fā)展和市場需求，有效保障新老充電接口通用兼容，為新能源汽車產業(yè)高質量發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。
有市場分析人士指出，此次標準修訂除了滿足電動汽車消費者對快充的需求，也將為大功率充電等新技術的應用創(chuàng)造推廣應用的“風口”，翻開新能源汽車補能業(yè)務發(fā)展的新篇章。
中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）信息部主任仝宗旗在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，車主在選擇充電樁時會綜合考慮充電時長、停車收費等因素，總體而言，大功率充電設施更符合用戶使用偏好。
據了解，以往國內建設的充電樁電壓不太高，為了實現大功率，普遍采用大電流的方式。中國電力企業(yè)聯合會副秘書長、能源行業(yè)電動汽車充電設施標準化技術委員會秘書長劉永東告訴記者，提高電流可以實現大功率充電，但電流越大電纜發(fā)熱越多，安全隱患越嚴重。他認為，提高電壓是下一代的傳導充電技術整體解決方案。
大功率充電受到用戶青睞
來自公安部的統(tǒng)計數據顯示，截至2021年底，我國新能源汽車保有量超過784萬輛，滲透率達到13.4％，其中純電動汽車超過640萬輛。我國新能源汽車的市場滲透率接連超過了5％和10％兩個重要節(jié)點，從導入期邁入成長期，用戶的消費行為逐漸清晰。
隨著新能源汽車保有量不斷增長，充電設施的規(guī)模水漲船高。據充電聯盟統(tǒng)計，截至2021年12月，我國充電基礎設施保有量261.7萬臺，其中公共充電樁114.7萬臺，私人充電樁147萬臺。2021年是充電設施數量增長最多的一年，公共充電樁增加了59.7萬臺，私人充電樁增加了34萬臺。
由此，新能源汽車用戶的消費行為也開始呈現出一定的規(guī)律性。充電聯盟對消費者的充電行為進行了調查。仝宗旗告訴記者，在國內能夠安裝私人充電樁的用戶相對不多，他們的消費行為比較固定，而公共充電樁的消費行為更能反映市場的偏好。據介紹，高達87.9％的用戶，充電時選擇120kW及以上的大功率充電設施，而60kW以下充電設施的用戶選擇率僅為1.6％。其中，選擇120～150kW大功率充電設施的用戶數量最多，占比達35.1％。
此外，調查數據還顯示，網約車、出租車、商用車因其營運和作業(yè)屬性，此類用戶對充電時間高度敏感，在非工作時段幾乎全部使用快充樁充電。仝宗旗說：“從調查結果來看，不同類型用戶快充使用率均在90％，均傾向選擇120kW及以上大功率充電設施，其中網約車、出租車、商用車用戶的快充使用率超過99％。商用車受車輛電壓平臺高、電池容量大等因素影響，對大功率充電需求更大。91.2％的商用車用戶選擇120kW及以上的大功率充電設施進行充電，高于其他類型用戶3～6個百分點?！?
私家車用戶的時間敏感性不強，愿意享受峰谷電的差價。調查數據顯示，私家車用戶在特定時段（夜晚或上班時段）選擇慢充樁充電，慢充樁的使用率為2.5％。私家車用戶選擇充電功率小于30kW充電設施的偏好高于其他類型用戶，說明在7kW交流慢充充電場景下，私家車用戶選擇充電的意愿更強。
另據了解，在充電網絡建設完善性方面，54.6％的用戶持滿意態(tài)度，14.4％的用戶持不滿意態(tài)度，認為充電基礎設施建設還需進一步完善；53.7％的用戶認為，目前快、慢充建設比例與用戶實際需求不匹配，充電時常出現“快充樁空閑少、慢充樁無人用”的情況；50％的用戶認為，部分充電場站周邊環(huán)境不佳；41.8％的用戶認為，充電場站周邊缺乏相應配套設施，不足以滿足用戶日常需求；同時也存在充電樁數量不足、站內缺乏充電指引、建樁位置偏遠、充電樁安裝布局不佳等問題，充電樁建設、熱點位置選擇等有待加強。
高電壓成為下一代充電技術
目前，國內外主流車型大多采用400V左右電壓的平臺，動力電池電芯的快充能力基本為1C。聯動天翼新能源有限公司戰(zhàn)略市場總經理劉冠偉告訴記者，1C快充的功率約為50～60kW，對于用戶來說，即便采用1C快充也需約1小時充電，提高充電功率是大勢所趨。
提高功率無非是加大電流或提升電壓兩種方式。劉冠偉說：“大電流會導致充電槍、線纜及動力電池核心部件等產生很高的熱損失，其理論提高上限并不大，目前主流充電槍的最大電流限制為500A，所能達到的充電功率約為200kW，很多企業(yè)規(guī)劃的大功率需求是350/500/1000kW，因此200kW遠不能滿足充電需求?！?
既然提升電流這條路“走不遠”，提高電壓如何呢？劉冠偉認為：“提升電壓的技術路線，不僅可以輕松實現充電速率的快速提升，而且能降低熱損耗、減輕整車質量、優(yōu)化動力結構、提高安全性能。800V大功率快充是市場未來的發(fā)展方向?！?
劉永東告訴記者，行業(yè)已達成共識，普遍認為800V大功率充電是下一代的傳導充電技術整體解決方案?！凹热环Q作‘整體解決方案’，發(fā)展800V大功率充電就包括了一系列要素在其中，并不僅僅是提升電壓一個方面的考慮?！彼Q，“800V大功率充電還能支持V2X、信息加密，安全認證以及通信技術升級路線。ChaoJi國際聯合工作組正在推進國際化標準。”
據介紹，800V大功率充電有助于提升現有充電體系的機械安全、電氣安全，進一步加強電擊防護、防火及熱安全設計。更重要的是，800V大功率充電可以引入新的應用。劉永東說：“大功率充電可提升到900kW，大大縮短充電時間，讓電動汽車充電時間長的劣勢得到緩解。有了800V快充后，小功率慢充可以直流化?！?
800V大功率充電展現出美好的前景，但我國已有的261.7萬臺充電樁，并不屬于800V大功率充電。這些充電樁如何處置？記者向劉永東提出了這個問題。他回答：“800V大功率充電的兼容性很好，不改變現有車樁產品，對于現有的充電樁可采用適配器方案，實現平穩(wěn)過渡升級。”
劉永東還告訴記者幾個重要參數，800V大功率充電的最大電壓可以擴展到1000V、甚至1.5kV，最大電流分為兩種，500/600A帶冷卻系統(tǒng)；150～200A的可不需要冷卻系統(tǒng)，最大功率達到900kW，是現有充電功率的4倍多。
適用于中端及以上的車型
事實上，汽車行業(yè)正在形成推進800V電壓平臺研發(fā)量產的熱潮。比如，極氪汽車、小鵬汽車、比亞迪等企業(yè)都將相關車型的量產節(jié)點定在了2022年。也正因如此，有人甚至將今年視為800V電壓平臺的發(fā)展元年。
廣州萬城萬充（以下簡稱“萬城萬充”）新能源科技有限公司是廣汽埃安的充電服務商。萬城萬充副總經理梁翔飛表示：“800V大功率充電已成為趨勢，車企普遍持歡迎態(tài)度，電動汽車銷量排名前列的整車企業(yè)大多在推進這項解決方案?！睋榻B，廣汽埃安研發(fā)的基于2015版國標、增加液冷系統(tǒng)的充電槍，支持最大電流600A，并向下兼容2015版國標，重量比目前250A國標版充電槍更輕便。廣汽埃安的800V大功率充電模塊，最高電壓為1000V，充電樁功率輸出不低于480kW，并可升級到600kW。該充電模塊器件采用碳化硅技術，在功率密度和效率上都有所提升：在充電倍率6C下，SOC從零到80％，所需充電時間為8分鐘，SOC從30％到80％，所需充電時間僅為5分鐘。
不過，800V大功率充電會增加成本，并不是所有車型都適合這一解決方案。梁翔飛說：“中端及以上的車型比較適合800V大功率充電，低端車由于出行場景局限、對成本更為敏感、電池容量較小等多種因素綜合作用，不適合推行800V大功率充電?！?
目前，隨車配樁是整車企業(yè)提升電動汽車銷量的重要營銷手段之一。相比以往的普通充電樁，800V大功率充電樁的成本至少翻倍，甚至達到2～3倍。對于低端車型而言，隨車配送800V大功率充電樁將大幅削弱其價格競爭力。
此外，梁翔飛認為，800V大功率充電還有很多相應的配套問題需要解決，并不僅僅是充電樁的問題。800V大功率充電對電力條件有較高的要求，有些地方需要電力改造才能適合新的發(fā)展。同時，快充對電池有一定的傷害，尤其是磷酸鐵鋰電池多次快充之后會出現較明顯的衰減，電池企業(yè)也需研發(fā)出適合800V大功率充電的電芯。“800V大功率充電需要整體推進，僅有充電樁企業(yè)跟上步伐，難以達成目標。”梁翔飛強調。但他堅信，在市場需求和支持政策的推動下，800V大功率充電很快會形成“大氣候”。
專家觀點
◆中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟信息部主任仝宗旗：
公共充電領域應以大功率充電為主
充電難、充電時間長一直是新能源汽車使用環(huán)節(jié)的痛點。隨著充電樁數量的增加，充電難的困境有所緩解，但用戶對充電時間長的抱怨沒有停止。為了縮短充電時間，用戶普遍選擇大功率充電。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）信息部主任仝宗旗告訴《中國汽車報》記者：“從近4年新建公用充電樁的情況看，120kW及以上大功率充電樁增長迅速，其中180kW及以上超充樁的年均增長率最高達到了92.8％?！彼J為，從用戶的使用場景來看，公共充電領域應以大功率充電為主。
仝宗旗向記者詳細分析了電動汽車在不同應用場景下的充電需求。公交車基本使用專用設施充電，不對外共享。約50％私家車和公務車，使用住宅區(qū)配建的私人充電樁，還有約50％的車輛，經常使用公共充電樁補充能源。約50％的物流車使用公共充電樁，另外約50％的車輛，使用物流中心配建的自用充電樁補充能源，這部分充電樁也很少對外共享。通勤班車80％使用公共充電樁充電，只有20％的車輛有專屬的充電設施。環(huán)衛(wèi)車、渣土車等幾乎100％使用專屬的充電設施。
“未來的發(fā)展趨勢可能是，電動乘用車將以居民區(qū)充電為主，公共充電為輔，換電為補充。預計私人充電樁將占新增充電樁的65％，私人充電樁提供的充電量將低于40％；公用和專用領域對超級快充的需求更加迫切，快充樁將增加50萬臺?！辟谧谄煺f，“公共領域的充電以安全為前提，大功率充電為技術方向，多種技術路線會并存?！?
為了加快大功率充電的發(fā)展，充電聯盟提出了多項建議。仝宗旗介紹道：“希望加快大功率充電技術標準的落地，統(tǒng)一各省市公用及專用基礎設施建設導向，以大功率充電設施為主，慢充、換電為輔；政府補貼需要大力支持大功率充電技術升級及應用；加強充電場站安全監(jiān)管，增設安全設施，提升安全防護等級?！?
◆中國電力企業(yè)聯合會副秘書長、能源行業(yè)電動汽車充電設施標準化技術委員會秘書長劉永東：
大功率充電呼喚標準先行
我國在2015年就已經制定了新能源汽車充電樁的標準，即《電動汽車傳導充電系統(tǒng)—第1部分：通用要求》（GB/T18487.1-2015）（以下簡稱“2015版標準”）。經過多年的實踐，這套標準體系暴露出一些問題。中國電力企業(yè)聯合會副秘書長、能源行業(yè)電動汽車充電設施標準化技術委員會秘書長劉永東向《中國汽車報》記者進行了介紹。
在安全性方面，2015版標準存在連接端面不符合IPXXB要求；部分關鍵結構機械強度薄弱；間接鎖合電鎖設計存在安全隱患；PE（保護地線）中斷、人體電阻接入PE無法偵測；導引電路無硬件節(jié)點傳遞緊急停機信號；對諸多安全相關的電氣指標定義缺失等問題。
在可靠性方面，2015版標準存在電子鎖故障率高；插頭插座連接可靠性低；接口尺寸公差設計不合理等問題。
在兼容性方面，2015版標準未考慮向前兼容和向后兼容。
劉永東說：“大功率充電將采用1000V以上的高電壓平臺，會增加Y電容存儲能量，進一步放大車輛插座無法滿足IPXXB帶來的安全風險?！?
另外，2015版標準大功率充電僅考慮加大電流，對提升電壓可能帶來的安全性問題未提出解決方法。劉永東認為，提升電壓平臺，涉及整車的電壓平臺調整，影響面大且由于電壓升高帶來的充電系統(tǒng)安全問題（如高電壓帶來的電擊能量）不容忽視。
我國已建成261.7萬臺新能源汽車充電設施，如果充電技術的發(fā)展不能兼容以前的設備，不僅可能造成資源的浪費，也不利于提升用戶的充電體驗。劉永東說：“不是連接器端面類似就代表兼容，兼容包括物理連接、通信協(xié)議、控制時序、電氣參數匹配、控制邏輯、安全防護策略。解決這些關鍵點的問題，才能實現兼容。”
劉永東告訴記者，2015版標準向后兼容采用軟件識別的方式兼容2011版標準，大量存在識別錯誤；向前兼容沒有預留完整的軟件識別機，造成后續(xù)版本難以平滑升級。
劉永東說：“ChaoJi充電技術經過近5年來行業(yè)共同開發(fā)、國際合作，以及示范工程建設和大量的試驗驗證，具備標準化和產業(yè)化條件?！?
2020年6月，中國電力企業(yè)聯合會、國家電網有限公司與CHAdeMO協(xié)議會、東京電力控股株式會社共同主辦的新一代電動汽車充電技術中日聯合發(fā)布會在北京舉行，新一代ChaoJi充電技術白皮書與CHAdeMO3.0標準同期發(fā)布。據了解，新一代的ChaoJi充電技術路線發(fā)端于電動汽車大功率充電需求，是一套完整的電動汽車直流充電系統(tǒng)解決方案，解決了國際上現有充電系統(tǒng)存在的一系列缺陷和問題，在充電安全、充電功率、結構設計、向前兼容性及面向未來應用方面進行了全面提升。有行業(yè)人士指出，ChaoJi充電技術的誕生為世界提供了一個統(tǒng)一的、安全的、可靠的、低成本充電系統(tǒng)解決方案。
目前的實車測試結果顯示，ChaoJi充電技術的最大充電電流可達360A，未來目標是充電功率可高達900kW，僅需充電5分鐘就能使車輛行駛400km。同時，由于ChaoJi充電技術緊湊的設計及可擴展性，可以使之運用于中小功率的應用場景，覆蓋主流乘用車領域的同時，還兼顧了重載車輛以及輕型車輛等特殊要求，大大擴展了其應用范圍。
