慢充直流化小功率大密度用尽谷底电力和
小功率直流充电的产品形态仍然处在探索阶段。总结前期的市场摸索和行业思考,功率等级、防护等级、安装形式(便携式/移动式/壁挂式/落地式)是三个重要的分类维度。其中,防护等级是区分市场应用和产品档次的关键指标。IP54及以下防护等级的,在市场上已涌现了7kW,15kW,20kW,0kW的便携式和壁挂式的小功率直流充电产品。这些产品主要是面向电动物流车市场,价格非常敏感,一定程度满足了当前阶段电动物流车市场的刚需。IP等级在IP66及以上的直流充电产品,将应用于乘用车市场,全面替代OBC,构成新型充电解决方案的长期主流产品。目前涌现的产品还不多,能效电气提出了“车规级,面向乘用车,防护等级IP67”的UCC系列产品概念并发布了首款产品UCC,作为面向5度电及以下车型、替代OBC的充电解决方案,既是一种应急便携产品,也是“一人一车”的微面型物流车和A00、A0级乘用车的日常充电产品。除了,5kW之外,洞察市场,我判断:防护等级IP66以上、面向乘用车的小功率直流充电产品将包括下面四种产品形态:
5.1基于单相V输入的2kW便携式直流充电机。“无感”替代“模式2充电盒”。体积和重量是两个核心指标。防护等级需要达到IP67。作为插电式混合动力车型和增程式车型的主要充电设备,也可作为B级电动车型应急充电设备。
5.2基于单相V输入的.5kW移动式直流充电机。针对5度电车型的细分市场,将“模式2充电盒”作为主要充电方式的应用场景,为车企提供了一种代替“OBC.kW+模式2充电盒”的新选择。
5.基于单相V输入的7kW壁挂式直流充电机。将是慢充直流化充电的主力机型,为车企提供了一种代替“OBC6.6kW+7kW交流充电桩”的新选择。防护等级按产品不同档次区分。
5.4基于三相80V输入的15kW/20kW/0kW壁挂式直流充电机。15kW/20kW/0kW在市面上有成熟的强制风冷充电模块。按照传统的大功率充电桩思维,用充电模块和钣金件做成单体15kW/20kW/0kW壁挂式充电桩或立柱式充电桩是一种固有的产品思维。蔚来汽车联合高斯宝新能源推出了一款防护等级高达IP66的高端豪华型20kW壁挂式直流充电机,成为了行业标杆。图是该产品的图片。
蔚来汽车联合能效电气研发的20kW壁挂式直流充电机
5.5系列的直流放电机通过直流充电枪头连接到电动汽车的直流快充枪座(枪头和枪座符合国标GB/T.-),将动力电池的直流电接转换为额定电压V。功率可设计为2.2kW(V/10A)、.kW(V/16A)、6.6kW(V/2A)。
5.6系列的双向充电桩产品7kW、11kW、22kW、60kW双向产品将是未来长期的主流。五年后,大部分充电桩都将是双向充电桩。
在年11月12日,能效电气发布了全球第一台商业化双枪轮充轮放双向充电桩D22.
“商用化”双向充电桩打响第一枪
62kW便携式直流充电机的关键技术问题年9月6日,中国电力企业联合会标准化管理中心在深圳组织召开了行业标准《20kW及以下非车载充电机技术条件及安装要求》编制启动会。会议听取了标准牵头起草单位深圳市高斯宝电气技术有限公司对标准编制背景及编制大纲的汇报,并对涉及到的两个关键问题和八个小问题进行了再讨论。这些问题主要是和代替模式2充电盒的2kW便携式直流充电机产品相关。此前,针对该标准的制定已分别与年10月和年5月召开过两次研讨会。
标准的征求意见稿建议将小功率直流充电机按安装方式分为便携式、移动式和固定式。其中,便携式应用于可连接GB/T.1、GB/T定义的插头插座,就是我们通常说的民用插座,并将输入电流限制在额定电流8A,大约2kW的充电功率。2kW便携式直流充电机的充电枪不宜采用现有的直流充电枪,因为枪头太大,枪线太粗。由于2kW便携式充电机的输出电流只有5A,理论上采用1.5平方毫米截面积的电缆就可以了,将2kW的直流充电枪做成和交流充电枪一样是可行的,但有一个安全上的隐患:在充电开始前,充电机和车辆都做绝缘检测,检测到绝缘下降会停止充电。但是,如果在充电过程中出现绝缘下降,枪线正和负之间的绝缘阻抗低,会发生什么故障现象呢?如果是短路发生,充电机的输出端和电池端的熔断器都会熔化,反倒没有安全问题级的故障。如图4所示,如果枪线正负之间的绝缘电阻值下降到一定程度,电流大到足以使得充电机的输出端熔断器被烧断,充电机无输出,但是,该电流又不能烧断动力电池的输出熔断器,可能烧毁电缆甚至使电缆爆裂。电池的输出熔断器是基于电池的容量设计的,远大于1.5平方线缆所能承受的能量。电缆爆裂或烧毁将可能带来火灾和人身安全,因此要找到可靠的解决方案。
图4直流充电机和电池之间绝缘下降的问题分析针对这个问题的可能解决方案有多种:1,在充电枪的枪头里加上20A的熔断器。2,在充电枪里加上防反灌电路。,充电枪的功率线达到16平方以上。其中,第2种方案增加了充电枪枪头的复杂性,可靠性存疑。第种方案做成的充电枪枪线太粗。针对第1种方案,剩下的一个关键问题是这个应用上的熔断器应具备多大的分断能力,或者说,绝缘电阻下降导致的动力电池最大短路状态的电流有多大?动力电池的最大短路电流取决于电池的电压、容量、内阻、温度等因素,不同车型的最大短路电流需实测确定。一般小于20kA。按照额定电流20A、分断电压V,最大分断电流20kA做成的熔断器应能够安装在体积和交流充电枪枪头差不多大小的空间里,而且熔断器自身的发热损耗并不影响枪头的用户体验和长期可靠性工作。
这个产品问题目前已找到解决办法。
7去OBC的反对声音没有反对的声音是不可能的。我走访过上百位车企朋友,倾听到各种反对的声音。现“穷举”罗列如下:
1,出门露营,想利用车上的电池放电,怎么办?2,出门充电时,发现充电站里只有交流桩,怎么办?,社会上已安装了很多交流充电桩,怎么办?4,公司已有那么多的OBC工程师将来怎么办?5,OBC是车规级的,故障率高,非车载直流充电的故障率岂不会更高?6,有慢充口,也有快充口,慢充口坏了,还可以用快充口,岂不是更有保障?7,既然早期规划有OBC,肯定有它存在的道理。8,交流充电新国标刚发布不久,没人敢否定刚发布的标准。9,电源放在车子里面,比放在外面,更安全。真正值得讨论的问题是第1个和第2个。其它只是笑谈,完全站不住脚的。
7.1关于V2L小资情调的现代人想到海边露营,在海边燃起篝火,用上电炒锅。怎么办?不要觉得这是噱头,不要觉得这个需求的比例可能很低,这几乎可以说是影响去OBC的唯一的站得住脚的理由了。这也正说明了去OBC的趋势不可阻挡。海边燃起篝火的魔力有那么强大吗?强大到足以阻挡去OBC的趋势?汽车是一种封闭的产品,要做得非常完美。汽车的产品定义,好像不喜欢八二法则。问题是,不可能每种车型的功能特点是一样的,车上有一个功能缺失,真的这么严重吗?我们是否放大了海边不能篝火的严重性?
有次我和朋友交流这个话题。我说,“在我的记忆中,车子开到海边时,是需要要将车子停到海边酒店的停车场的;在海边酒店的停车场里,并不能燃起篝火。”他说,“你太OUT了。”现在露营的玩法是,车子停下来的地方就可以搭帐篷,那个场地是专门为露营而开发的。看到朋友圈的照片,心就向往之。这么说,海边燃起篝火的魔力确实是大的。如果这个需求的转换率是万分之一,那么,去掉OBC,一年就会少卖台车吗(假如某车企一年电动汽车的销量是一百万)?这个需求有万分之一吗?
既然用户的需求并不是一定要车辆放电,而是希望能在海边燃起篝火,用上电炒锅,是否有其它更好地方式呢?户外储能产品其实用起来更方便。或者用直流放电产品,譬如用能效电气的UCD?
7.2关于出门只有交流桩有一种观点认为,充电焦虑是伪命题,是在没有购买电动汽车之前的焦虑。信息不对称带来焦虑,对新品类不了解带来焦虑。大数据表明,日常情况下车辆续航里程公里就绰绰有余。续航里程超过公里以上,这种焦虑会弱化,到-00公里就更加弱化,到-公里,就完全不存在了。
如果只是通勤考虑,没有长途用车需求,使用电动汽车为什么还有充电焦虑呢?如果是长途用车,不做好规划,油车也有焦虑。我有位老乡,每年春节开车回老家,都会在后备箱放个油壶。但是,长途用车,要找的充电桩是快充,越快越好。
在一个三线城市,在百度地图上找一个市区内的位置,查找周边5公里,有多少充电站?差不多有0个。你试试看:在百度地图上查找安庆新城吾悦广场,然后查找周边5公里以内的充电站。
在一线城市,譬如在深圳,查找我司所在地宝安老兵大厦附近的充电站,周边5公里,有多个。
哪里有那么的的焦虑呢?!如果我春节回老家,老家在农村,农村方圆几公里真的没有充电站,怎么办?问题是,农村方圆几公里,可能也没加油站。
如何面对已安装的交流桩存量市场?市场是神奇的,市场本身非常聪明的。充电运营是市场化的行业,不是国有企业垄断的行业。充电站运营是为了创造收益。如前所述,电力供应、土地和时间是稀缺资源,但充电设备不是。如果充电站经营者意识到电动汽车没有交流充电接口,他们将把交流桩替换为直流充电机。“对运营商来说,慢充本身的投资回报率也是一个很大的痛点,所以未来可以判断公共慢充会越来越少,至少不会成为主流。”
我已经不记得我家抽屉里有多少个耳机线了。我从来不用耳机线,但也没舍得扔掉。听说苹果已取消了附送的耳机、充电器,甚至取消了.5mm的耳机接口。苹果是为了节省成本,还是在践行某种理念呢?
更遥远的过去,我不记得,从哪一年开始,我买的笔记本电脑上没有软盘,没有光驱了。我也不记得,从哪一年开始,我买的笔记本电脑上只有HDMI接口了——直到有一天,我在客户的会议室里无法接上只有VGA接口的投影仪时才发现这个问题。
VGA接口的消失不是一天两天形成的(也许今天仍然有电脑标配了VGA接口),但电脑去VGA已从趋势变成了事实。
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