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2020年10月27日 | 大功率快速充电技术的未来在哪里
2020-10-27
01 大功率充电的意义
一直以来，我们都希望电动汽车的充电时间能够缩短等于燃油车加油时间， 而为实现 6-10 分钟完成充电时间，我们可以反推出充电机的充电速度要达到 5-10C。
同时随着电动汽车技术和电池技术的不不断发展，电池的体积能量密度和重量能量密度进一步扩大，这使得同样重量和体积我们的电动汽车可以安装更多电量的电池：乘用车的电池量基本在 40kwh+，商用车的电池量也有了在 400kwh+，这对于大功率充电提出了更高的要求。
因为随着电池容量的增长，大功率充电的功率也将呈数以十倍的速度上升。同时从另外一个角度来看大功率充电的发展也有助于固定线路班车的车辆成本降低 ………… 这些使得大功率充电领域的发展大有可为。
02 实现大功率充电需要解决的问题
总体来说实现大功率充电主要需要解决以下几个方面的问题：电池、充电电流、充电电压、车辆设计、电网
1、电池方面存在的问题
1）、充电过程中充电电流受 BMS 的控制。
2）、不适宜的充电电流将会影响电池的寿命。
大功率充电的基础在于电池本身能够接受大功率充电。（能量密度、充电速度、循环次数、价格、安全性）
能量型电池：0.5C
功率型电池：1-3C
快充型电池：5-20C
2. 充电电流
主要在日本使用
• EV 连接器: IEC/EN 62196-3 configuration AA 1000V, 400A
• 充电系统: 符合 IEC/EN 61851-23 Annex AA 的 System A
• (CHAdeMo)
01
主要在中国使用
• EV 连接器: IEC/EN 62196-3 configuration BB 1000V, 250A
• 充电系统: 符合 IEC/EN 61851-23 Annex BB 的 System B
• GB/T20234.3-2015
02
主要在美国使用
• EV 连接器: IEC/EN 62196-3 configuration EE, FF(combo 1) 1000V, 200A（CCS combo 1）
• 充电系统: 符合 IEC/EN 61851-23 Annex CC 的 System C
• Configuration EE, FF (Combined system)
03
主要在欧洲使用
• EV 连接器: IEC/EN 62196-3 configuration EE, FF(combo 2) 1000V, 200A（CCS combo 2）
• 充电系统: 符合 IEC/EN 61851-23 Annex CC 的 System C
• Configuration EE, FF (Combined system)
04
多枪方案：国标充电枪最大载流量为：单枪 250A；因此理论上双枪 500A；三枪 750A，“可以多枪充一车又可以多枪充多车” 技术。
液冷充电枪：500A 充电电流 （CCS1/CCS2 目前最大电流到 500A）。
弓式充电：充电电流可以到 1000A 以上，又分为双极充电弓、四极充电弓。
3、充电电压
1、目前的国标充电最大电压为：1000V
2、新国标 1500V
LPF 2.8~3.65 额定电压 3.2V
NCM811 3.0~4.2 额定电压 3.6V
可以继续增加电池串联数量以提升电池包电压。
4、车辆设计
当前的乘用车大多为 320-360V，大巴大多是 576V。随着充电电流、电压的提升和电池容量的提升，对于电池包的选择；对于车辆绝缘、电缆载流量、耐压、热管理等都需要重新设计。
5、电网
1）电网负荷的提升
2）对电网的冲击
3）分布式能源供给与储能技术（成本因素）
建议:
“削峰填谷，管控基本电费”最大限度地降低用电成本
保证输配电系统稳定，提高线路利用率，延缓电力设施的投入和建设
解决大型光伏风电电站 弃风弃光问题
缓解电动汽车充电难问题
解决偏远或缺电地区的用电需求
03 大功率充电技术的发展展望
主要在中日使用
• 新 GB / T-CHAdeMO
• 1500V / 600A
• 900kw
主要在美国使用
• 新 GB / T-CHAdeMO
• 1500V / 600A
• 900kw
主要在欧洲使用
• CCS combo 2
• 1000V / 350A~500A
• 350kw
商用车弓式充电
分布式能源和智能电网的发展
电动汽车 V2X 技术的发展
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