新形势下充电技术如何做到一次建设,永久匹配?

2024-09-13
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8月24日,第五届中国城市静态交通论坛在广州隆重举行。



绿能慧充数字技术有限公司产品技术总监王昊作了题为《新形势下大功率充电技术升级与创新》的演讲。他表示,新能源汽车和充电桩数量都在快速增长,在行业应用过程中,充电时长对充电体验影响是非常大的。绿能慧充推出分体式充电系统2.0,系统更灵活、更高效、更安全、更智能、更兼容、更可靠、更友好,一次建设、永久匹配。通过技术创新,为人类提供自由、安全和绿色的能源服务;让能源更智慧,让生活更美好!



最近几年不管是新能源汽车还是充电桩数量都在快速增长,截止2024年6月底,新能源汽车的保有量已达2472万辆,其中纯电动汽车的保有量为1813万辆,充电桩的数量为1024.2万台,并且在2024年7月份新能源车的国内销售渗透率首次突破50%‌,达到了‌51.1%‌,在一定程度上标志着汽车行业进入新能源车的时代。



随着行业的快速发展,充电时长已经成为用车体验的关键因素,要减少充电时长,一方面有车的因素,更关键的是充电设备的功率问题,当前大功率充电设备在市场的占比比较小,直流桩占比不到一半,120kW左右的为主流,大于150kW的仅占5%左右,大功率充电设备市场需求空间巨大。

最近几年国内外车企为了提升充电体验,提高充电功率,推出高压快充车型,充电的峰值功率超过600kW,根据相关预测,预计后期新推出的主流车型都支持800V的高压快充,高压快充车型数量逐渐增加,预计到2026年,高压快充车型数量大于1300万辆以上,对大功率的充电需求会快速增加。



充电行业逐渐进入快速发展期,全球新能源汽车的数量会快速增长,预计到2025年中国新能源汽车数量超5000万辆,全球总量约8000万辆,国内新能源车的渗透率大于50%。


多机并联,能量共享


在新能源车行业快速发展的背景下,绿能慧充今年推出了分体式充电系统2.0,包含640kW/800kW/1000kW系统,采用主流的40kW充电模块,640kW最大支持16路输出,800kW最大支持20路输出,1000kW最大支持25路输出。输出电压范围为150-1000VDC,系统输出的每个支路最大电流为400A。系统可以匹配多种终端,分别有250A的智能快充终端、400A/600A的液冷超充终端以及800A的液冷超充终端。系统具备更灵活、更高效、更可靠、更安全、更友好、更智能、更兼容的特点,其最核心的特征是支持多机并联,能量共享。

产品采用最新的星环功率分配技术2.0架构,架构分为内环和外环,内环负责单机内部的充电模块调用,每个支路的可以调用系统内部的任意模块,外环负责多机之间的功率分配和调用,不仅可以实现相同机型之间的并联还可以跨机型并联,将场站的可利用的功率池由单机扩展至整个场站,同时,在自适应路径寻优调用软件算法的加持下,系统功率的调用更加灵活,提升场站功率利用率20%以上。


产品的系列机型功率可以完美的适配标准变压器容量,单机可以适配630/800/1000的变压器,通过并联可以适配1250/1600/2000的变压器。在大功率超充的背景下能够充分的利用变压器的容量,同时可以根据应用需求,灵活适配不同的充电终端,具备不断升级扩容的能力和条件。




充电场站在运营过程中充电电费是平进平出,但是系统的损耗费用是场站的运营成本,系统的效率直接影响到场站的运营收益,在此系列产品中,绿能慧充深度挖掘和优化系统效率,将效率做到极致,其中充电模块采用SIC模块,系统峰值效率≥97%,采用最优模块调用算法提升系统运行效率1%;采用磁保持直流接触器以及根据模块的运行情况,进行风扇分区控制,最大程度上降低系统运行和控制损耗,在待机状态下,采用定时切断交流电源,降低系统待机损耗,全方位/多角度的的降低系统损耗,提升运营收益8%。



系统的运行安全永远是第一位的,系统基于电动汽车的需求数据,系统的运行数据以及设备管理平台的记录和分析数据,建立了80余项主动安全防护策略,形成了主动发现,提前预警、智能分析、及时处理的主动防护体系,确保系统充电安全。

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在产品的智能化方面有所提升,在设备端,为了兼顾噪声和充电功率,系统散热风扇根据模块的运行情况进行分区控制,并且在白天和夜晚运行在不同模式,最大程度上降低噪声,另外,系统的核心器件运行数据进行记录和分析,比如针对模块运行时长进行均衡控制,提升系统整体寿命,针对枪头的插拔次数、风扇的运行时长、接触器的切换次数进行记录,进行寿命预测,进行无感知运维。同时系统在接入充电运营平台的同时接入我司的设备管理平台,能够实现OTA远程升级、故障预测、实时预警、数据分析、智能运维、寿命分析以及主动防护等功能,云端协同,最大程度上提升设备的智能化程度。

系统在满足基本的充电功能的基础上,进行了兼容性设计,支持本地有序充电功能,确保配电系统安全,兼容EMS管理功能,支持光储叠加,基于23版标准的要求,充电终端兼容2015+和chaoji接口,预留接口,换枪线即可。还可以通过将单向的充电模块换成V2G模块,进行软件升级,满足V2G的应用需求。系统功能多样,支持全生命周期低成本演进。

在系统的环境适应性方面,核心模块采用灌胶处理,系统采用分仓设计、加厚的防尘棉以及改进型高防护互字百叶设计,从内到外,全面防护,不惧雨雪、高温、盐雾、沙尘等各种恶劣环境。

在日常运维,会出现由于移动网络的问题导致设备离线,影响系统正常运行,系统采用双卡双待以及有线通信,提高平台通信可靠型。主机与充电终端通信采用以太网环网通信,提高终端通信的可靠性,系统具备本地WiFi和蓝牙无线通信,方便系统配置和运维。
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系统在人机交互方面,采用高亮LED显示充电核心数据,比如充电电流、电池SOC状态,通信状态、辅助电源电压等信息,尤其是SOC状态显示,充电状态一目了然。

充电枪线的线径和重量全面降低,其中液冷枪线重量减少70%,单手即可操作,体验更友好。人性化的设计,最大程度上提升充电体验。


一次建设,永久匹配


此系统在应用方面具备一次建设、永久匹配,全生命周期演进的能力和条件,将需求演进过程分为能充电、充快电、快充电、充好电、充放电、智充电6个过程。

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  • 在能充电阶段,即行业发展的初期阶段,电动汽车数量比较少,充电功率不大,只要有桩充、能充电即可,根据需求提供最经济的解决方案,比如单枪常见的平均单枪充电功率60kW的配置。
  • 在充快电阶段,即行业发展的上升阶段,电动汽车数量增加,充电需求功率增加,需要满足快速充电的需求,在车位数量不变的情况提高场站运营效率,可以在充电终端不变的情况,通过并联充电主机,增加充电功率池,提高平均单枪的充电功率。
  • 在快充电阶段,800V高压快充电车型的出现和普及,需要满足超级大功率充电需求,提供更大的充电功率以及更大的场站系统功率,可进行多机并联,共享系统功率,将快充终端升级为超充终端。
  • 在充好电阶段,为碳中和碳达峰的背景,好电就是绿电、新能源电、低价电,需要满足充绿电和低价电、新能源车充新能源电的需求,利用峰谷电价充低价电,可在充电系统的基础上叠加分布式光伏和分布式光伏系统,交流配电接入,通信连接,充电主机软件升级,进行EMS控制。
  • 在充放电阶段,电动汽车参与虚拟电厂和电网辅助服务,发挥电动汽车的能源属性,满足车网互动的需求,同时车主利用V2G,获取收益,实现开车不要钱还能赚钱的梦想;系统将充电模块换成V2G模块,主机进行软件升级,满足应用需求。
  • 在智充电阶段,自动驾驶、人工智能、自动停车、自动充电比较成熟,人车桩网/云深度融合交互,需要满足智能充放电的需求,实现光储充电检一体化,系统以充放电系统为核心,叠加光储,安装或者置换自动充电终端,同时接入综合能源平台,平台与电网调度平台、虚拟电厂平台、电能交易平台以及智能交通平台等互联,实现电动汽车根据应用需求以及电网等应用需求,自动化、智能化的进行充放电。






致力于充电、储能、微网行业


绿能慧充数字技术有限公司,是行业领先的综合数字能源生态服务上市公司,致力于充电、储能、微网行业产品的系统研发、生产、销售及项目EPC总承包,数字能源平台建设等。

解决方案覆盖光伏、储能、充电、能源微网领域,可提供项目申报、方案设计、场站建设、运营运维、金融支持等新能源生态专业服务 ,赋能合作伙伴共同推动绿色发展,共塑未来美好生活。




期望与充电行业的各位同仁携手努力,通过技术创新,为人类提供自由、安全和绿色的能源服务,让能源更智慧,让生活更美好。

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