新能源充電樁的八個(gè)基本趨勢(shì)&核心器件更迭需求
“拓展5G應(yīng)用、建設(shè)充電樁、推廣新能源汽車……”今年“兩會(huì)”的報(bào)告中，不像以往有那么多關(guān)于汽車未來(lái)發(fā)展的描述，但《政府工作報(bào)告》首次明確將充電樁列入“新基建”范圍。伴隨著“新基建”投資方向的確定，充電樁又一次站在了風(fēng)口上。
“充電基礎(chǔ)設(shè)施不足，影響新能源汽車快速推進(jìn)速度?！敝须娐?lián)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心主任、中電聯(lián)電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)劉永東認(rèn)為，5G、充電樁等正是我國(guó)智能汽車和新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展的重要基礎(chǔ)，足以看出政府支持汽車產(chǎn)業(yè)的力度和決心。
布局新基建 充電樁首當(dāng)其沖
2020年《政府工作報(bào)告》中提到要擴(kuò)大有效投資，中央將在預(yù)算內(nèi)投資安排6000億元，重點(diǎn)支持既促消費(fèi)惠民又調(diào)結(jié)構(gòu)增后勁的“兩新一重”建設(shè)，其中第一新的“加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”中，明確包括“建設(shè)充電樁，推廣新能源汽車”。
伴隨著“新基建”投資方向的確定，這讓“過(guò)氣明星”充電樁再次成了“網(wǎng)紅”，又一次站在了風(fēng)口上。
不過(guò)，與十年前傳統(tǒng)充電樁建設(shè)不同，“新基建”即“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”，側(cè)重于科技驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字、智能化發(fā)展。星星充電相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，“此次新基建賦予充電樁‘新’的含義，未來(lái)的充電樁將進(jìn)化成互聯(lián)互通的充電網(wǎng)”。專業(yè)人士也強(qiáng)調(diào)，新能源充電樁不是“傳統(tǒng)”基建，而是“融合基礎(chǔ)設(shè)施”所囊括的“智能交通基礎(chǔ)設(shè)施和智慧能源基礎(chǔ)設(shè)施”的重要一環(huán)。
據(jù)了解，從2009年就開始興起的充電樁，在歷經(jīng)了十年的發(fā)展之后，截至2019年我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量已達(dá)128.7萬(wàn)臺(tái)，全國(guó)充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)所運(yùn)營(yíng)充電樁的數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)的有8家，占總量的88.9%，記者了解到，目前充電樁在硬件上基本實(shí)現(xiàn)了互通互用，但上述充電樁的打通數(shù)據(jù)共享仍未實(shí)現(xiàn)。
此番布局新基建，賦予智能概念，給充電樁產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的拉動(dòng)作用不止于規(guī)模的擴(kuò)大，而是“玩法”的日新月異，硬件的投入將成為過(guò)去時(shí)，被注入平臺(tái)化和數(shù)據(jù)化，智能化將成為未來(lái)投資充電樁的新階段。
充電設(shè)施的發(fā)展趨勢(shì)
目前新能源汽車市場(chǎng)對(duì)快充技術(shù)有切實(shí)需求，主流電動(dòng)車的續(xù)航里程已經(jīng)升級(jí)到400公里起步，500、600甚至700公里層出不窮的地步。目前電動(dòng)汽車的電池容量從400公里的50-55KWh起步，形成了60-65kwh 500公里、70-75kwh 600公里和85kwh的700公里以上。以50kwh而言，把充電時(shí)間壓縮到半小時(shí)，至少需要100KW的充電功率；而更大的充電電池，對(duì)應(yīng)的充電功率要求150kW-200kW以上。
所以目前新能源車主的用車生活中，真正構(gòu)成充電速度瓶頸的另一大關(guān)鍵因素，其實(shí)是充電樁的瓶頸。充電樁的輸出功率，直接限制電動(dòng)車的充電速度，高功率的公共快充樁，尤為重要。在超高功率的快充樁建設(shè)上，由于整體投入有限，國(guó)外的超快充的設(shè)施設(shè)計(jì)走得非常超前。戴姆勒、大眾、福特、寶馬等汽車巨頭組建的歐洲快速充電聯(lián)盟Ionity，宣布首個(gè)350KW快速充電站已啟用。
從總體來(lái)看，面向2025年的充電基礎(chǔ)設(shè)施有八個(gè)基本的趨勢(shì)：
趨勢(shì)一：充電接近加油體驗(yàn) 現(xiàn)在到在未來(lái)的幾年之內(nèi)，乘用車充電電壓將從500V升級(jí)到800V，單槍充電功率從60KW要支持到350KW，充滿電的時(shí)間會(huì)從1個(gè)小時(shí)左右縮短到10到15分鐘，接近燃油車的加油體驗(yàn)。
趨勢(shì)二：充電設(shè)施有更好的可用度 充電基礎(chǔ)設(shè)施要有更高的可用度，具備“高可靠”、“高質(zhì)量”的特性，要能夠適應(yīng)高溫潮濕、鹽霧、粉塵等復(fù)雜和惡劣的運(yùn)行環(huán)境，核心部件比如充電槍、充電模塊等產(chǎn)品質(zhì)量要高。
趨勢(shì)三：更節(jié)能更綠色 到2025年，中國(guó)將有3000萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)車，年充電量超過(guò)2500億度，效率如果提升3個(gè)百分點(diǎn)，將節(jié)省85億度電。充電基礎(chǔ)設(shè)施變得更節(jié)能更綠色，固態(tài)變壓器、新拓?fù)湫缕骷?、新算法的新技術(shù)導(dǎo)入，在電站設(shè)計(jì)上要能夠支持光伏、儲(chǔ)能的本地接入和綜合調(diào)度。
趨勢(shì)四：核心部件標(biāo)準(zhǔn)化 就充電模塊來(lái)講，各個(gè)廠家的型號(hào)、尺寸都不一樣，不能互相替換和兼容。在常用、易損、核心部件上一定要持續(xù)推進(jìn)“標(biāo)準(zhǔn)化”的工作，做到“標(biāo)準(zhǔn)化、可替換、可演進(jìn)”。
趨勢(shì)五：無(wú)處不在，環(huán)境友好 充電基礎(chǔ)設(shè)施將變得無(wú)處不在，商場(chǎng)、辦公區(qū)、居民區(qū)附近都將有充電基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋，所以一定要“環(huán)境友好”?！暗驮胍簟保热缫龅讲桓哂诳照{(diào)室外機(jī)的噪音水平。“低電磁輻射”，減少對(duì)電氣設(shè)備、特別是對(duì)人體的影響?！半娋W(wǎng)友好”，充電要減少對(duì)電網(wǎng)的不良影響。
趨勢(shì)六：設(shè)施智能化 物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)將改變充電基礎(chǔ)設(shè)施在“充電體驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同”等方面的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“充電體驗(yàn)安全快捷、充電設(shè)施安全高效和無(wú)人值守、充電網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度”。
趨勢(shì)七：更嚴(yán)格的安全可信與隱私保護(hù) 充電基礎(chǔ)設(shè)施是用電設(shè)備，也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還直接受電網(wǎng)的調(diào)度和管理，高可靠性，高設(shè)備安全性，高網(wǎng)絡(luò)安全性，高可用性，高韌性，同時(shí)要實(shí)施嚴(yán)格的隱私保護(hù)。
趨勢(shì)八：充電基礎(chǔ)設(shè)施是多網(wǎng)融合的節(jié)點(diǎn)，能源互聯(lián)網(wǎng)的入口 充電基礎(chǔ)設(shè)施就會(huì)成為“能源互聯(lián)網(wǎng)”的一個(gè)關(guān)鍵入口，充分發(fā)揮充電基礎(chǔ)設(shè)施在整個(gè)電力基礎(chǔ)設(shè)施投資以及互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上的融合地位，將各種新技術(shù)、新模式落地，實(shí)現(xiàn)真正的“綠色能源社會(huì)”。
充電基礎(chǔ)設(shè)施下的核心直流快充模塊
隨著這一輪新基建的充電樁投資和電動(dòng)汽車的普及，充電這項(xiàng)事業(yè)里面是圍繞著大功率充電進(jìn)行的。其中快充基礎(chǔ)設(shè)施核心是直流快充充電樁，而充電模塊是充電樁之心，是公共充電基礎(chǔ)設(shè)施的核心。直流充電模塊是充電樁的核心，是構(gòu)建高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的核心部分，在這個(gè)里面很重要的需求是：
1）產(chǎn)品生命周期問題：當(dāng)前的充電樁電壓功率不滿足未來(lái)電動(dòng)車的長(zhǎng)期演進(jìn)，未來(lái)需要同時(shí)具備高電流和高電壓兩種特性，以兼容商用車和乘用車的充電需求。如果不滿足未來(lái)的發(fā)展而大量采購(gòu)硬件，會(huì)導(dǎo)致新基建充電樁的投資不確定性升高，出現(xiàn)產(chǎn)品生命周期比較短的問題。
2）滿足電壓和功率需求的成本：隨著充電設(shè)備技術(shù)發(fā)展成熟和規(guī)模擴(kuò)大，直流快充模塊的最低生產(chǎn)價(jià)格也不斷降低，2019 年直流快充模塊成本價(jià)格最低降至0.4元/W。而隨著快充功率的提升，整個(gè)成本還需要進(jìn)一步下降。在這個(gè)過(guò)程中，直流快充模塊規(guī)格的切換是重要的因素。
3）效率: 對(duì)于快充的充電運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)，是一個(gè)重資產(chǎn)的行業(yè)，想要提升整體的盈利很重要的是降低成本，電費(fèi)在建站后的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，是占整個(gè)支出比例最大的，所以對(duì)于不同的車輛的需求，對(duì)充電模塊實(shí)際效率提出了很高的要求。
4）功率密度：功率密度的需求，實(shí)際上是需要把新一代的直流充電模塊放在之前的模塊空間下面，這樣可以向前兼容，把之前老的型號(hào)可以快速升級(jí)。
5）開關(guān)電源的噪音：隨著充電樁的普及，充電樁也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生聲音上的污染，所以這方面也是需要控制的。
6）維護(hù)和軟件管理：目前直流快充模塊的故障是充電樁損壞的較大的要素，所以能夠有效的故障診斷之后進(jìn)行維護(hù)是非常重要的，并聯(lián)模塊的好處是可以調(diào)度和降額使用。異常維護(hù)的不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整體充電體驗(yàn)差，影響客戶滿意度。
