深扒快充概念 大功率充電能實(shí)現(xiàn)嗎？

近日第八屆深圳國際充電站(樁)技術(shù)設(shè)備展覽會(huì)和2017深圳國際新能源汽車產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)在深圳會(huì)展中心正式開幕。在展會(huì)上很多充電樁企業(yè)展出了自己最新的雙槍快充樁，很多朋友不禁讓小編答疑解惑，到底什么是快充？今天小編就為大家扒一把。

一、國內(nèi)關(guān)于快充（大功率充電）的概念

（1）快充和慢充是相對(duì)概念。業(yè)界認(rèn)為，電動(dòng)汽車快充（大功率充電）是指充電電流大于2C的充電方式，也就是充電時(shí)間小于30分鐘的技術(shù)。

（2）2017年1月1日起，新能源汽車財(cái)政補(bǔ)助新政實(shí)施（財(cái)建〔2016〕958號(hào)文），對(duì)于動(dòng)力電池能量密度及充電倍率做出要求，快充類純電動(dòng)客車快充倍率要高于3C?？斐漕?span id="kquj4gv" class='hrefStyle'>新能源客車每千瓦時(shí)補(bǔ)貼基本額度為3000元，較非快充類高出67%。

（3）關(guān)于充電倍率（C），是指電池充、放電的速率。例如充電倍率為3C，即從0到充滿用時(shí)為3C=1/3小時(shí)，也就是20分鐘。同理，充電倍率5C、15C時(shí)，從0到充滿分別用時(shí)12分鐘、4分鐘。

二、快充（大功率充電）的應(yīng)用

簡單來說，快充（大功率充電）可以降低電動(dòng)汽車的補(bǔ)電時(shí)間，提高出行效率。

乘用車采用大功率充電，充電時(shí)間與燃油車的加油時(shí)間大體一致，這樣就不會(huì)長期占用車位，也不會(huì)改變用戶的用車習(xí)慣。其次，商用車方面，充電時(shí)間將會(huì)直接影響到運(yùn)營收益，因此，出租車、共享汽車（分時(shí)租賃等）、公交車等，對(duì)于快充大功率充電是有迫切需求的。

1、不改變用車習(xí)慣，提高消費(fèi)者購買欲望

我們都知道，普通燃油車（我們這里以乘用車為例），加滿一箱油大概需要10-15分鐘，而目前，我國純電動(dòng)乘用車用的直流快充樁充電功率為40-60kW，實(shí)際充電時(shí)間普遍大于1小時(shí)，即便是特斯拉的超級(jí)充電站也需要30分鐘，這讓駕車者的體驗(yàn)感大大折扣。而大功率充電（假設(shè)350kW）幾乎可以實(shí)現(xiàn)與加油相同的用戶體驗(yàn)，有助于打消客戶的充電顧慮，增加購買信心。

2、提高了充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商的盈利能力

服務(wù)能力方面，比如40kW的充電樁一天的服務(wù)能力是10輛車，而350kW的直流大功率快充樁，一天就能服務(wù)80輛車。盈利能力方面，比如某國產(chǎn)純電動(dòng)乘用車的裝載電量為30kWh，充電倍率為3C，以北京服務(wù)費(fèi)0.8元/kWh為例，40kW的充電樁1小時(shí)所賺取的充電服務(wù)費(fèi)為30×0.8元×3（20分鐘充滿，一小時(shí)可以充3輛車）=72元，而將來的電動(dòng)汽車搭載的電量為100kWh，充電倍率為4C（未來可能達(dá)到6C），350kW的充電樁1小時(shí)所能賺取的充電服務(wù)費(fèi)為100×0.8元×4（15分鐘充滿，一小時(shí)可以充4輛車）=320元。因此，當(dāng)前普遍虧損的充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商對(duì)于大功率充電是迫切需要的。

三、實(shí)現(xiàn)大功率充電的要求

1、對(duì)動(dòng)力電池的要求

假設(shè)未來電動(dòng)汽車的續(xù)航里程為500km，每100km消耗20kWh電量，整車需要配備電量為100kWh。在完全充滿且用時(shí)在10-20分鐘，充電倍率需要至少3-6C之間，充電功率需要300-600kW之間，目前我國的充電標(biāo)準(zhǔn)無法覆蓋如此大的充電功率，需要重新制定充電標(biāo)準(zhǔn)。在我國現(xiàn)有的動(dòng)力電池技術(shù)水平下，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了乘用車用鋰離子電池3C的充電倍率，4C也在推廣驗(yàn)證階段，在保持高比能量的前提下實(shí)現(xiàn)6C的充電倍率，至少在我國的乘用車用鋰離子動(dòng)力電池市場上還沒有類似的產(chǎn)品。

動(dòng)力電池重量和比能量方面。我國目前三元電池的系統(tǒng)比能量大約在140Wh/kg左右，如果要搭載100kWh的電量，電池系統(tǒng)的重量估計(jì)在714kg，對(duì)于乘用車來講是不可接受的。另外，在國內(nèi)目前的動(dòng)力電池比能量和主流純電動(dòng)乘用車的技術(shù)水平下，對(duì)于如何有效利用車內(nèi)的空間來搭載100kWh的電量所面臨的挑戰(zhàn)還是比嚴(yán)峻的。

根據(jù)國內(nèi)快充類電池不同技術(shù)路線，相關(guān)的快充類動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)主要以下三類。

（1）磷酸鐵鋰電池，代表企業(yè)有寧德時(shí)代和沃特瑪；

（2）鈦酸鋰電池，以珠海銀隆、微宏動(dòng)力為典型；

（3）錳酸鋰電池，代表企業(yè)為中信國安盟固利、億鵬新能源、微宏動(dòng)力。

電池?zé)峁芾矸矫?。由于鋰離子電池的特性，低溫下無法實(shí)現(xiàn)快充，而高溫時(shí)快充會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)熱，因此，需要熱管理系統(tǒng)來確?？斐涞目煽啃?。

2、對(duì)充電樁的要求

要實(shí)現(xiàn)大功率直流充電需要從電壓和電流兩個(gè)方面來提升，由此會(huì)對(duì)充電樁電壓、電流及電流速度、溫度、兼容性的設(shè)計(jì)提出新的要求。

就電流速度來舉例，根據(jù)GB/T18487.1-2015中規(guī)定，在充電階段，車輛控制裝置向非車載充電機(jī)控制裝置實(shí)時(shí)發(fā)送電池充電需求參數(shù)，調(diào)整充電電流下降時(shí)：I＞20A時(shí)，最長在I/dlmin內(nèi)將充電電流調(diào)整到與命令值相一致， 目前dlmin為20安/秒。如果在充電電流為350A（或500A）的情況下，電流不能及時(shí)降下來，很有可能會(huì)造成電池過充，從而影響電池的使用壽命和安全性。目前在大巴車上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，需要考慮在大功率充電標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)候?qū)﹄娏魉俣冗M(jìn)行重新定義或提升。

3、對(duì)電動(dòng)汽車的要求

如果采用大功率直流充電（假設(shè)350kW，1000V，350A），那么整車的電壓平臺(tái)將會(huì)提高到1000V。但目前國內(nèi)主流的純電動(dòng)乘用車的電壓平臺(tái)范圍在275-550V，商用車在450-820V左右，而最大快充電流普遍在200A以下。因此，要實(shí)現(xiàn)1000V、350A的大功率直流快充，將對(duì)零部件提出更高的要求。

4、對(duì)電網(wǎng)的要求

從技術(shù)角度來講，電網(wǎng)為350kW充電站配電是完全沒有問題的。比如：城際高速上的快充站容量一般是630KVA，而集中式專用充電站的容量需求可能是數(shù)百至上萬KVA。但從實(shí)際情況出發(fā)，大規(guī)模建設(shè)大功率充電站可能會(huì)存在以下問題。一是大功率充電一般應(yīng)用于公共快速補(bǔ)電，用戶充電時(shí)間與地點(diǎn)的選擇更大程度上取決于行駛的需要，顯著降低有序充電的潛力，提高電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，降低了大電網(wǎng)的整體投入產(chǎn)出效益。二是由于接入電網(wǎng)時(shí)間較短，呈現(xiàn)較為明顯的隨機(jī)性、間歇性特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)需求響應(yīng)的能力明顯下降。三是電動(dòng)汽車可作為移動(dòng)儲(chǔ)能裝置和調(diào)峰系統(tǒng)，在電力供應(yīng)富余時(shí)充電,提高電力的利用效率，在用電緊張時(shí)放電，緩解用電壓力，延緩電網(wǎng)建設(shè)投資，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。但大功率充電可能無法實(shí)現(xiàn)V2G，降低了可再生能源電力的消納能力。四是在夏季電力供應(yīng)緊張時(shí)期，很容易出現(xiàn)過負(fù)荷問題，引起線路過熱、跳閘等情況，這將導(dǎo)致大量負(fù)荷被切除。

總結(jié)：近日寶馬、戴姆勒、福特、奧迪以及保時(shí)捷5家車企共同宣布，將會(huì)打造一個(gè)350kW的快速充電網(wǎng)絡(luò)，隨后特斯拉也加入到大功率快充的陣營中，其新一代的Supercharger充電功率甚至要高過350kW。而隨著動(dòng)力電池技術(shù)地不斷突破，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程逐漸提高，乘用車方面由最初的150km，已經(jīng)提升到了400km，相信對(duì)于充電焦慮的問題隨著快充技術(shù)的迅猛發(fā)展，也會(huì)得到快速解決。