從使用場景和不同角度談電動汽車快充技術
發布時間:2016-10-28 責任編輯:wenwei
【導讀】為凝聚新能源汽車行業的研究力量,發揮協作效應,第一電動網建立特約研究員機製,邀請行業知名專家、大牛作者作為特約研究員,集中多方智慧,深入探索新能源汽車政策、資本、技術、市場等領域,並定期推出【研究周報】,解析行業熱點問題。
【特約研究員 朱玉龍】前陣子,第一電動網舉辦了一期關於電動汽車快充的公開課,題目是“充電五分鍾,行駛兩小時的時代即將到來?”,邀(yao)請(qing)了(le)各(ge)方(fang)專(zhuan)家(jia)做(zuo)了(le)細(xi)致(zhi)的(de)點(dian)評(ping),筆(bi)者(zhe)梳(shu)理(li)整(zheng)個(ge)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)的(de)全(quan)貌(mao)發(fa)現(xian),由(you)於(yu)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)使(shi)用(yong)場(chang)景(jing)不(bu)同(tong),從(cong)不(bu)同(tong)的(de)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa),討(tao)論(lun)同(tong)一(yi)個(ge)話(hua)題(ti),也(ye)很(hen)難(nan)達(da)成(cheng)一(yi)致(zhi)。
在大家談的內容裏麵,可以分成以下三類:
第一類:公共運營車輛(公交車)
公共運營公司、公(gong)共(gong)車(che)輛(liang)和(he)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)設(she)施(shi)。在(zai)這(zhe)個(ge)領(ling)域(yu)裏(li)麵(mian),主(zhu)導(dao)車(che)輛(liang)特(te)性(xing)的(de)是(shi)公(gong)共(gong)運(yun)營(ying)公(gong)司(si),它(ta)根(gen)據(ju)公(gong)交(jiao)車(che)固(gu)定(ding)的(de)運(yun)行(xing)線(xian)路(lu)和(he)覆(fu)蓋(gai)麵(mian),來(lai)決(jue)定(ding)它(ta)需(xu)要(yao)產(chan)品(pin)的(de)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)和(he)充(chong)電(dian)速(su)度(du)。
在(zai)這(zhe)個(ge)領(ling)域(yu)裏(li)麵(mian),其(qi)實(shi)各(ge)個(ge)地(di)方(fang)根(gen)據(ju)運(yun)營(ying)線(xian)路(lu)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang),對(dui)車(che)輛(liang)的(de)諸(zhu)多(duo)特(te)性(xing)和(he)采(cai)購(gou)都(dou)有(you)很(hen)直(zhi)接(jie)的(de)決(jue)定(ding)權(quan)。所(suo)以(yi)我(wo)們(men)看(kan)到(dao)部(bu)件(jian)級(ji)的(de)基(ji)本(ben)特(te)性(xing)是(shi)相(xiang)同(tong)的(de),但(dan)是(shi)車(che)輛(liang)和(he)設(she)施(shi)呈(cheng)現(xian)高(gao)度(du)離(li)散(san)化(hua)的(de)傾(qing)向(xiang),不(bu)像(xiang)私(si)人(ren)用(yong)戶(hu)是(shi)根(gen)據(ju)電(dian)量(liang)來(lai)快(kuai)充(chong),公(gong)交(jiao)行(xing)業(ye)不(bu)存(cun)在(zai)固(gu)定(ding)客(ke)戶(hu),有(you)很(hen)強(qiang)的(de)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)。因(yin)此(ci)很(hen)難(nan)把(ba)這(zhe)類(lei)車(che)輛(liang)歸(gui)類(lei)成(cheng)大(da)規(gui)模(mo)批(pi)量(liang)采(cai)購(gou)的(de)類(lei)型(xing),倒(dao)是(shi)很(hen)像(xiang)定(ding)製(zhi)化(hua)的(de)生(sheng)產(chan),這(zhe)也(ye)使(shi)得(de)大(da)巴(ba)市(shi)場(chang)的(de)各(ge)種(zhong)細(xi)分(fen)規(gui)格(ge)特(te)別(bie)多(duo)。地(di)方(fang)公(gong)交(jiao)公(gong)司(si)會(hui)根(gen)據(ju)線(xian)路(lu)的(de)特(te)性(xing)來(lai)覆(fu)蓋(gai)日(ri)常(chang)公(gong)交(jiao)線(xian)路(lu)的(de)需(xu)求(qiu),規(gui)定(ding)每(mei)個(ge)車(che)的(de)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)。至(zhi)於(yu)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)的(de)損(sun)失(shi),會(hui)折(zhe)算(suan)到(dao)公(gong)交(jiao)公(gong)司(si)需(xu)要(yao)購(gou)買(mai)的(de)額(e)外(wai)車(che)輛(liang)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)成(cheng)本(ben)裏(li),這(zhe)也(ye)是(shi)電(dian)動(dong)大(da)巴(ba)需(xu)要(yao)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)的(de)原(yuan)因(yin)。
備注:按照嘉賓的說法,電動大巴目前的解決方案是用雙槍接近400~450安(大巴700伏,整個功率估算有300KW以上)去充電,所以電動大巴電池的單體容量、母線線纜以及連接器等設計都需要一個很高的要求。
圖1 公共運營的車輛
第二類:專有運營及重度運營車輛(物流和出租車)
運營企業(包含企業和運營網約車的個人)、生產工具(車輛)和he快kuai速su充chong電dian設she施shi。出chu租zu車che公gong司si購gou買mai了le電dian動dong汽qi車che,購gou買mai了le充chong電dian設she施shi,然ran後hou通tong過guo電dian動dong出chu租zu車che司si機ji來lai實shi現xian運yun營ying。決jue定ding充chong電dian速su度du的de是shi在zai於yu司si機ji對dui於yu車che輛liang補bu充chong電dian所suo耗hao費fei的de時shi間jian與yu運yun營ying時shi間jian的de比bi例li。從cong嚴yan格ge意yi義yi上shang說shuo,此ci類lei車che輛liang由you於yu司si機ji的de充chong電dian價jia格ge有you補bu貼tie,司si機ji完wan全quan是shi希xi望wang用yong最zui快kuai的de速su度du補bu電dian,然ran後hou去qu運yun營ying,所suo有you損sun失shi的de運yun營ying時shi間jian(充電),其實就是司機損失的潛在收入。
圖2 出租車的快充要求
由於以上兩類是把電動汽車作為生產資料,對充電的速度有嚴格的需求,所以上不封頂。為了追求速度,不管是車輛成本(有限度的增加)、日產維護要求(替換電池模塊組)還是集中站的功率需求,都不再是問題。這裏的主要瓶頸還是集中在電池單體有使用壽命的折中上(快充多對容量有損失,需要平衡速度與損失)。
同tong時shi這zhe兩liang類lei的de充chong電dian設she施shi可ke以yi說shuo是shi提ti前qian安an排pai,專zhuan車che專zhuan用yong的de,在zai整zheng個ge循xun環huan裏li麵mian不bu用yong過guo多duo考kao慮lv可ke用yong性xing的de問wen題ti,是shi一yi一yi匹pi配pei的de。所suo以yi從cong某mou種zhong情qing況kuang來lai說shuo,這zhe是shi計ji劃hua好hao的de使shi用yong場chang景jing。
第三類:私家使用的電動汽車
車主、電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)和(he)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)設(she)施(shi)。這(zhe)一(yi)類(lei)是(shi)我(wo)們(men)要(yao)重(zhong)點(dian)介(jie)紹(shao)的(de),因(yin)為(wei)正(zheng)是(shi)私(si)家(jia)車(che)輛(liang)的(de)存(cun)在(zai)才(cai)能(neng)讓(rang)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)站(zhan)穩(wen)腳(jiao)跟(gen)並(bing)且(qie)有(you)長(chang)期(qi)持(chi)續(xu)的(de)需(xu)求(qiu),才(cai)能(neng)支(zhi)撐(cheng)這(zhe)一(yi)類(lei)繼(ji)續(xu)發(fa)展(zhan)。我(wo)們(men)來(lai)看(kan)這(zhe)類(lei)車(che)輛(liang)有(you)哪(na)些(xie)特(te)點(dian):
1.電池和續航裏程的不同,會讓私家電動汽車車主形成兩種不同充電和使用的模式。基於統計,大部分的車主每日的行駛裏程在50公裏以內,使用慢充的情況如下:
長裏程的電動汽車車主可以選擇每周2~3次充電,對行駛裏程有信心,能應對可能發生的突發狀況。
低裏程的電動汽車車主,由於汽車本身的裏程有限,在裏程後期很多車輛出現快速跳水之後,往往會選擇每日充電。
圖3 不同裏程的充電使用習慣
2.快充對私家車主來說,一般是以應急充電為主
yifangmianshixianyouchongdiansuduyouxian,shidechezhubuhuilikaizijideyouxiaokongzhifanwei,lingyifangmianshiyouyuzhiliuchongdianzhandeguyoutouzixiangduijiaogao,hesuandechongdianfuwufeijiaogao,dianfei+充電服務費,百公裏耗電一算,直觀的使用費用和油費可以相提並論了。

表1.電動汽車電費比較
3.私人車輛使用周期長。我們按照保修8年的情況來看,一輛純電動私家電動汽車,可能發生的充電情況變化:
一(yi)輛(liang)車(che)的(de)充(chong)電(dian)情(qing)況(kuang)可(ke)能(neng)很(hen)複(fu)雜(za),可(ke)能(neng)一(yi)開(kai)始(shi)車(che)主(zhu)附(fu)近(jin)沒(mei)有(you)直(zhi)流(liu)快(kuai)充(chong)網(wang)絡(luo),完(wan)全(quan)不(bu)用(yong)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian),也(ye)可(ke)能(neng)隨(sui)著(zhe)快(kuai)充(chong)網(wang)絡(luo)的(de)更(geng)新(xin),車(che)主(zhu)形(xing)成(cheng)自(zi)己(ji)的(de)習(xi)慣(guan)而(er)頻(pin)繁(fan)使(shi)用(yong)車(che)與(yu)車(che)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)性(xing)非(fei)常(chang)大(da),不(bu)同(tong)車(che)的(de)充(chong)點(dian)情(qing)況(kuang)也(ye)非(fei)常(chang)大(da)。
4.整個係統(充電係統和電池係統)成本要求高。
更快的充電速度,對電池係統和充電係統有著更高的要求,充電速度(功率)duidianchidengxiangguanbujianyaoqiuyejiaogao。jiandanlaishuo,zhiliukuaichongxitongduixitongdewaibupeidianheyoudianqiheanquanxingdeyaoqiu,jiaogaodezhiliukuaichongxitong,duidianchixitongde熱管理能力也有新的要求標準。
單體壽命上的考慮:這(zhe)在(zai)公(gong)開(kai)課(ke)和(he)劉(liu)冠(guan)偉(wei)老(lao)師(shi)的(de)幾(ji)篇(pian)文(wen)章(zhang)裏(li)寫(xie)的(de)比(bi)較(jiao)清(qing)楚(chu)。在(zai)選(xuan)擇(ze)電(dian)池(chi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),考(kao)慮(lv)使(shi)用(yong)直(zhi)流(liu)快(kuai)充(chong)的(de)頻(pin)度(du)是(shi)有(you)限(xian)的(de),可(ke)以(yi)選(xuan)一(yi)組(zu)實(shi)驗(yan)來(lai)驗(yan)證(zheng)電(dian)池(chi)對(dui)快(kuai)充(chong)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)。
圖4 直流快充係統的概覽
小結:
由於電動汽車的使用場景不同,從不同的角度出發,討論同一個話題,也很難達成一致。
從目前商業的角度上來看電池,隻有非常重度的使用才能達到預期的平衡點,所以快充在這個條件上是硬需求,特點是要求速度快、頻次多,呈現快充多慢充少的情況。從推廣範圍到使用層麵上來看,快充又變成偶發性需求,快充速度要求快、頻次低的情況。
congchongdianwangluodejiaodulaikan,kuaichongdechongdianwangluo,weiraozhuanyonggudingdeshiyongpinlv,yiyunyingchangqishourudichongtouziyijingchengweixingyeguanli。danshikaolvdaomianxiangputongxiaofeizhedeshangyehuadekuaichongwangluo,kuaichonggengduohaishipeiqiandemaimai,changqishouyimianlinpincididewenti,chezhuwangwangshifeijihuaxinghepobudeyilaichongdiande,yunyingshangxuyaogengduodepoju。
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