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大功率充电设施的利与弊

  近两年,大功率充电站成为充电领域的热门线日,特斯拉CEO埃隆·马斯克宣布全面升级特斯拉的超级充电桩,将其充电功率从120kW 提升至350kW ,即10分钟内充满300km续驶里程的电量。与此同时,美国一家名为“EVgo”的充电运营商也宣布,其打造的世界上第一座 350kW 的超级充电站已经动工。

  欧洲在大功率充电站建设方面同样不甘落后,去年宝马、戴姆勒和奥迪等5 家车企共同宣布,将打造一个350kW 的快速充电网络。

  欧美国家在大功率充电站领域的发力,在国内,以星星充电为代表的运营商也已经开始布局。根据欧美等国的电动汽车技术路线年左右,其电池容量将达到100kWh,其续驶里程将达到500KM,要求充电时间在15min左右,对充电功率提出了要达到350kW~500kW的要求。

  事实上,大功率充电的应用确实能够大幅度提高充电效率,提升充电桩的利用率,同时可以适当降低车桩比。

  虽然大功率充电带来的好处很多,但同时技术要求、安全性等方面也提出了新的挑战。例如,大功率充电对充电设备的散热提出了更高要求。以350 kW直流充电桩为例,假设其充电效率达到95%,仅模块散热就达到了17.5kW。如何解决相应的散热和冷却技术是重要环节,还需要进一步摸索。

  车辆能否承受大功率充电也是个问题。目前乘用车能承受的最大功率仍然不高,以特斯拉为例,大约为1.5C,但目前国内的乘用车充电倍率一般都在0.5C、1C左右,车辆不能承受更大的功率,电池技术制约了大功率充电的应用。

  大功率充电站的实用性也存在问题。大功率充电桩意味着大电流、高电压,这样势必会增加电缆的载流量和横截面积。通过继续增加横截面积来增加电缆载流量已不太现实。现有直流充电缆的重量已经严重影响了用户体验,尤其在严寒地区,加大的线缆截面会降低电缆的柔韧性,影响电缆寿命。一根250A、7m长的充电枪重达60斤,而一桶18L的桶装水才重达36斤,充电的便捷性受到了极大地限制。

  除此之外,目前的标准是不能够满足于大功率充电的需求的。大功率充电的电流一般会达到350A~500A、充电电压达到1000V,其绝缘、温升要求将对充电连接器、充电电缆以及充电设备带来一系列的变化,充电控制策略也会发生变化。如此,现有的充电接口标准及通信协议、充电通用要求、充电设备标准以及充电电缆标准都将要做相应的调整。

  除了技术层面的要求,大功率充电装的布局对运营商的资金要求也很高,一台120KW的直流桩的市场价则会上十万,若是350KW充电桩,市场价更为昂贵。而且大功率充电桩的电量损耗十分巨大,一台120KW的充电桩在待机状态,一小时需要损耗100W的电量。

  在笔者看来,大功率充电站更适合在高速公路上建设。因为充电桩的功率提升后,其自身体积也需要增大,而且还要提高变压器的容量,所占面积将继续增加,在寸土寸金的市中心很难找到合适的位置,因此,空旷的高速公路充电站,则成为较为合适的发展方向

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