中國儲能網訊：華為智能充電網絡領域總裁王志武稱，充電網絡建設不完善仍是整個電動汽車產業(yè)的第一痛點。
王志武是在2024智能充電網絡十大趨勢發(fā)布會作出上述判斷的。
1月30日下午，華為以“讓有路的地方就有高質量充電”為主題，舉辦2024智能充電網絡十大趨勢發(fā)布會。發(fā)布會上，王志武從技術與行業(yè)兩個維度，解讀了2024年智能充電網絡十大趨勢。
他稱，過去3年，電動汽車持續(xù)超預期發(fā)展，在未來10年，整個電動汽車的保有量會增長至少10倍，乘用車會從當前的1800萬輛快速增加到1.8億輛，商用車會從244萬輛增加到2234萬輛，充電量至少增長8倍，會從當前的3000億度電快速增加到2.4萬億度。2.4萬億度相當于當前全社會用電量的10%。
回到充電網絡本身，充電網絡本質上仍然是整個電動汽車產業(yè)的第一痛點，是汽車電動化的產業(yè)底座，也是未來新型的城市基礎設施。建好一張網，提升電動汽車的滲透力，同樣也會繁榮本地的產業(yè)和生態(tài)。
充電網絡還有一個特點：它本質是地盤和流量生意。王志武認為，一次投資地盤，隨著電動汽車流量的持續(xù)增長，未來一定會實現長期收益。
2023年，華為與客戶伙伴在50多個城市落地了超充樣板，建設了20多條高速超充電網線路，包括在318環(huán)境極其嚴苛的川藏線路上實現了超充綠廊全線貫通。王志武介紹，2024年華為將與客戶伙伴建設10萬根樁。
趨勢一：高質量發(fā)展
過去5—10年，充電網絡建設已經有了一定的基礎。但是隨著電動汽車數量的爆發(fā)式增長，存量充電基礎設施的矛盾也在不斷凸顯。
具體來說有兩個層次。從宏觀層面來講，仍然存在覆蓋不全、結構不合理。
從當前來看，中國仍然有10%的充電服務區(qū)是沒有建設覆蓋充電站的，鄉(xiāng)村的覆蓋率更低，剛剛起步。
從結構性上來講，當前超過99%的充電樁是快充或者慢充為主，幾乎沒有超充樁的存在。這樣的結構無法支撐電動汽車下一階段的超充化發(fā)展。
從微觀層面，也同樣存在三個挑戰(zhàn)。第一：運維的挑戰(zhàn)，成本高昂，啞設備占比超過30%。
第二，設備質量差，只有3—5年的壽命，充電運營商還沒有收回投資，設備就面臨更換，這也是造成當前充電運營商普遍虧損的關鍵因素。
第三，服務質量差，仍然有10%的充電樁是僵尸樁，車主到了以后無法充電，進一步加劇了充電焦慮。國家部委也注意到這一點，在去年連續(xù)密集16次發(fā)文，有12次強調了高質量發(fā)展，已經成為全行業(yè)的共識。
在廣州、深圳、重慶等城市，地方政府主導提出了“充電一張網”。
王志武認為，未來踐行充電網絡高質量發(fā)展的四大路徑包括頂層的統(tǒng)一規(guī)劃和設計、底層的統(tǒng)一技術標準、政府的統(tǒng)一監(jiān)管、用戶運營的統(tǒng)一平臺。
趨勢二：全面超充化
技術側方面，第三代半導體以碳化硅、氮化鉀為代表的功率半導體已經實現了大規(guī)模量產，這兩個技術的成熟不只帶來效率上的大幅提升，更重要是實現了高壓化。高壓化對于超充來講，意味著小電流，支撐了整個超充技術的快速發(fā)展。
電芯側，大倍率的4C電芯從去年開始已經實現了規(guī)模量產化。4C的超充電芯與普通的快充電芯相比成本是非常趨近的。在這兩個因素作用下，超充化是一個不可阻擋的趨勢。這從車企最近發(fā)布的車型上得到了印證。
2021年，支持超充的車型只有8款，在2023年年底的廣州車展上，支持超充的車型快速增加到113款。
另外從超充的結構性上來看，也正在從高端向中低端快速滲透，這會支撐超充車型的數量快速上量。
從商用車來看，超充的價值更加巨大，對于商用車來講時間就是金錢。預測2028年，高壓超充車型占比將超過60%。
超充車型超過60%以后，對存量的充電基礎設施會帶來挑戰(zhàn)，大量的快充慢充充電樁會面臨升級和淘汰。
趨勢三：極致體驗
新能源汽車加速普及，私家車主取代運營車主成為主力軍，充電需求由成本優(yōu)先走向體驗優(yōu)先。
2019年，國內運營車的占比高達80%，僅僅三年以后，私家車的占比快速搶占這個位置，達到了87%。
運營車向私家車的快速過渡，使得底層的充電需求也在進行深刻地轉變，會從以應用車為主的成本優(yōu)先，快速走向以私家車為主的體驗優(yōu)先。
當前的存量基礎設施，數字化程度比較低，無法滿足車主對未來美好出行的體驗訴求，基本上有三個（痛）點：充不上、充不好、充不安心——一次充電成功率仍然小于85%，在充電過程當中噪音仍然是一個巨大的不舒適點，仍然有50%以上的熱失控發(fā)生在充電過程當中或者充電后幾個小時內，進一步加劇了車主的焦慮。
這也是為什么大量的車企下場自建充電站，為的就是給自己的車主打造極致的充電體驗。但是根據華為的統(tǒng)計，僅靠車企自建充電站，還不到全社會充電站的5%，顯然無法實現大規(guī)模無縫覆蓋。
面向未來，要打造極致的高體驗，一定需要全產業(yè)鏈所有的伙伴一起來進行技術升級。
極致的充電體驗有三大特征，第一：充電無憂。充電前的導引狀態(tài)，狀態(tài)可視，可為車主提供一鍵式的極致服務；在充電的過程當中，通過超靜音，通過這種一次成功不跳槍的體驗實現充電；在充電后可以通過協(xié)同安全，通過極低的EMC實現充電無慮，徹底打消電動車主對于安全的顧慮。
趨勢四：安全可信
該趨勢往往容易被產業(yè)鏈伙伴忽視。充電網絡的安全可信分為兩個層面，第一個層面是強電安全。
現在電動汽車的車型越來越多，電池的規(guī)格參數參差不齊，充電安全隱患加劇。
首先來看存量情況，仍然有90%的存量電動汽車不具備有效的安全預警機制。
另外隨著電動汽車的保有量基數不斷增加，自燃的風險次數也在不斷增加。
如何解決這個問題，首先應該做到人、車、樁一體，打造一個端到端的強電安全的防護機制，為用戶徹底緩解充電焦慮。
第二個層面是網絡安全。
從全球視野來看，充電運營商相比加油商，數量非常龐大。以中國為例，整個充電運營商的數量超過了3000家。龐大的車的數量、樁的數量再加運營商的數量，華為判斷未來每年充電網絡產生的數據流量至少會翻一倍。
隨著數據規(guī)模的不斷擴大，網絡安全漏洞、隱私保護問題一定會層出不窮。應該通過5層防護機制，從檢測、保護、分域隔離、響應、恢復，為產業(yè)鏈上下游打造進不來、看不到、拿不走的端到端的網絡安全防護能力。
高質量的充電網絡的安全可信，應該具有4“不”標準：隱私不泄露，車主不觸電，車輛不起火，運營不崩潰。
趨勢五：車網互動
未來隨著“雙隨機”性的不斷增強，車網和電網必然融合。
發(fā)電側，以風電、水電為主的新能源在當前占比只有不到30%，但到2030年會快速增加到40%以上，對電網的穩(wěn)定性造成沖擊。
在用電側，充電網絡本身也是一個不確定性的負荷，當前只有0.3%，大家感知不明顯，但是2033年隨著占比快速提升到10%以后，對電網造成的不確定壓力也會非常大。發(fā)電側和用電側兩個不確定性的碰撞，一定會帶來大電網穩(wěn)定性的大幅降低。
以歐洲為例，能源危機以后，歐洲區(qū)域的新能源占比大幅提升，同時也帶來了電網調頻需求的大幅增長。2023年整個歐洲電網調頻需求達到了4T瓦時，這個需求相比2020年整整增長了8倍。
歐洲的調頻需求包含了應急調頻、一次調頻、二次調頻。面向未來，中國的電網和充電網同樣會朝這個方向發(fā)展。
未來怎么做好車網互動，還是要做好充電網絡作為橋梁的作用，做到比特管理瓦特、網充車深度協(xié)同。網充車深度協(xié)同也給整個行業(yè)帶來了新的技術訴求，包括調節(jié)的高精度、響應的低時延、V2G等多項功率的變換技術，需要全行業(yè)一起來努力持續(xù)發(fā)展。
車網互動不是短期的事情，需要整個生態(tài)鏈長期共同努力。未來還會經歷三個階段，從當前的單向有序充電，逐步走向單向響應包括調頻調峰，最終走向雙向互動。
趨勢六：功率池化
當前充電網絡最大的問題，就是電網的沖擊問題。造成這個問題的本質原因是因為充電網絡的市電利用率只有不到10%。
為什么會這么低？是因為4個不確定性造成的：第一個MAP的不確定性，剛開始充電的時候電流很大，隨之功率不斷衰減；第二個SOC的不確定性，來充電的車剩余電量是不確定的；第三車型的不確定性，有出租車、網約車、私家車，也會有輕卡、重卡；還有一個就是閑忙的不確定，可能同時來很多車，也可能只有一輛車在充電。
這4個不確定性導致了現在市電利用率的只有不到10%，那么面向未來要解決這些問題，最好的技術答案就是功率池化。
通過一個場站內車位之間功率的大范圍共享，來提升市電的利用率，通過超快一體來滿足包括超充車型、快充車型甚至慢充車型不同車型之間的充電訴求，然后再通過市電增容的能力，實現小市電大充電。
王志武認為，功率池化有四點具體的商業(yè)價值：第一體驗好，不挑車，可以實現所有車型99% 的滿足率；第二充電多，對于充電運營商來講，相同的車位、相同的電力可以多充電30%；第三，建站省，雖然充電設備可能會有一定的成本上漲，但是更大頭的超過50%的市電擴容和線纜的建設成本會有大幅下降，市電會下降40%，線纜會減少20%；第四能演進，不管未來車的發(fā)展如何變化，功率池化的架構能夠實現快充向超充的演進，也可以實現單一的充電向光儲充一體演進，幫助整個行業(yè)健康有序地持續(xù)發(fā)展。
趨勢七：全液冷架構
隨著充電網絡發(fā)展的不斷深化，充電的場景在不斷下沉，環(huán)境逐漸變得嚴酷。
城市內部，建設的場景從商場、超市、公共停車場快速向居民小區(qū)、企業(yè)園區(qū)甚至工業(yè)中心下沉，在外部會向海邊、礦區(qū)大量下沉，帶來了高溫、高腐蝕、多塵等嚴酷的環(huán)境。
傳統(tǒng)的風冷架構將大量的腐蝕性氣體粉塵帶入電路板，會造成壽命、失效率、人工上站等問題增加。
全液冷架構有三個特點：第一，高防護，敏感電路與外界完全隔離，第二，高效散熱，第三不積塵，不會影響長期可靠性。
整體上來講全液冷架構有三重價值，其一通過低失效實現高質量和極低的運維成本；其二，10年的長壽命實現了充電設備與線纜及工程土建同等的生命周期，幫助運營商實現收益及商業(yè)回報的確定性；其三，不挑場景，幫助運營商面向未來可以廣覆蓋，為車主提供完全無憂的充電體驗。
趨勢八：慢充直流化
慢充當前主要應用場景是園區(qū)、商場、超市、居民小區(qū)海量的地下停車場的充電位的部署。當前，整個行業(yè)99%使用的都是交流樁。
慢充場景還有另外一個特點，就是電力容量非常緊俏，而且大多為80—100千瓦的零碎電力容量。
傳統(tǒng)的交流樁方案存在兩個巨大挑戰(zhàn)：第一個挑戰(zhàn)是無法與電網融合，因為受限于OBC的單向充電能力，無法與電網進行多向的深度融合，而園區(qū)又是停充一體場景，是未來車網互動的核心場所。第二個挑戰(zhàn)，交流樁無法與電動汽車實現車上車下的數字化互聯互通，這樣也造成了未來面向信息交付這些數字化的體驗無法落地。所以華為判斷，未來園區(qū)會大規(guī)模走向小功率直流，以支撐電網互動和數字化的體驗。
當前，小功率直流充電還面臨成本相對較高等風險，王志武認為經過全社會努力是可以不斷優(yōu)化和改進的。
小功率直流在園區(qū)場景的應用具備三大優(yōu)勢。第一，充電更快，可以完全破除OBC5000瓦—7000瓦小充電功率的限制，實現10千瓦—40千瓦更大的充電功率，在商場超市、園區(qū)這種3—4小時補能需求的場景有巨大價值。第二，長期演進，通過小功率直流化以后實現多向變化，實現數字化的互聯互通，可以支持V2G、VPP這種高階電網響應業(yè)務，同時也可以實現即插即充、積分結算，提升車主的體驗。第三，海量部署。交流樁當前的市電利用率只有10%，如果說使用小功率直流技術實現高階的有序化充電，把市電利用率提升到50%以上，就可以在現有同樣的園區(qū)市電剩余電力下實現3—5倍的廣覆蓋部署。
趨勢九：園區(qū)微電網
未來大量的園區(qū)，包括企業(yè)園區(qū)、工業(yè)園區(qū)會快速地走向微電網架構。
園區(qū)場景具備四大特征。第一，園區(qū)的用電模型是確定的，不管是用電高峰還是用電低谷相對確定的。第二，園區(qū)的屋頂資源非常豐富，非常適合部署光伏。以中國為例，園區(qū)的屋頂面積達到了地面面積的26%。第三，電價成本高，以工業(yè)峰值電價為例，成本達到了1.17元一度電。如果使用綠電，發(fā)電成本不足4毛。第四，限電頻繁，即使是在深圳，仍然有25%的園區(qū)在用電緊張時段存在“開一停六”的現象。
如何解決這些問題，達到經濟收益的最大化，王志武認為，園區(qū)應該快速走向“光儲充荷車云”一體的架構，通過云端的統(tǒng)一協(xié)調管理，實現電網、光伏、儲能、車輛、生活負荷的高效協(xié)同，實現用電的經濟效益最大化。
園區(qū)微電網還會帶來三重收益，第一重收益，通過負荷的互補協(xié)同調度，大幅減少電網沖擊，實現“電網友好”。
高收益，通過綠電自發(fā)自用，低價發(fā)電，高價充電，實現生命周期的商業(yè)回報最大化。
第三高可靠，在一些用電緊缺的場景，在電網電力不足的時候，可以通過把電動汽車內部儲能存儲的電量釋放出來，協(xié)同供電，實現園區(qū)用電高可靠。
趨勢十：全面智能化
存量的充電網絡仍然存在廣泛和大量的數字化孤島效應，不管是網絡層、場站層，還是設備層、車輛層，都存在數字化程度不充分，協(xié)同深度不夠的現狀。
過去幾年，頭部的充電運營商和伙伴，也在努力加強數字化和智能化程度，但是最多打通2-3層，沒有實現4層深度協(xié)同。
面向未來，要打造全面智能化的充電網絡，需要云、站、樁、車深度協(xié)同。
這樣的協(xié)同架構可以為未來的充電網絡帶來三重價值。第一，更好地使人車樁協(xié)同，幫助車主實現車裝導引、無感支付，甚至以車輛自動駕駛協(xié)同實現自動充電。
第二，更好地支撐電網協(xié)同。打造電網友好型充電網絡，同時為未來的高階電網響應包括毫秒級的延時、高精度的響應奠定技術基礎。
第三，全數字化的營維，通過對故障的遠程診斷、自恢復，（用）全數字化的設備實現極低的運維成本，助力運營商更廣泛、更低成本地大量覆蓋。
