2019须弥山大会-须弥论道 | 张育铭:电动化交通高功率充电技术发展趋势_网上买足彩

作者:网上买足彩 时间:2019-05-12 分类:新闻资讯

在“共攀须弥,手艺峰会”中,行业专家学者、权势巨子协会带领、知名企业代表就今朝仍存在平安性不足、洁净能源占比低、智能焦点手艺缺掉、能源利用效力不高、范围化成长制约多等诸多身分,本次须弥山年夜会的手艺峰集聚焦财产成长中的共性困难,从手艺角度供给思虑。

星星充电高级副总裁张育铭带来题为“电动化交通高功率充电手艺成长趋向”的演讲。内容实录以下:

列位大师好,很是侥幸,我对高功率充电在电动化交通的一些手艺利用跟列位做一个介绍分享。今朝,我们看到,高功率一些充电,最首要此刻是用在轻轨的交通等范畴,包罗一些电动年夜巴等商用车。

固然,我们此刻已看到,比例如保时捷等一些奢华品牌电动汽车最先用350kw的充电桩,稍后我会具体介绍。我们此刻讲的电动交通化的高功率充电,是先从火车的利用过来的,再成长到其他处所。我会针对全部电动交通化的一些成长进程做一下简单介绍,针对今朝这类电动交通的一些充电手艺,特殊是在高功率充电手艺做个具体的分享。然后,我们针对将来高功率充电会是甚么样一个手艺趋向做一个简报,并针对这些手艺做一个简单的结论。

我们适才看到,早上欧阳传授提到,电池的价钱在2020年一度的本钱会低在96块美金,如许在2024-2025年400千米里程电动车就有可能比汽油车还廉价,假如比汽油车来的廉价,倾覆全部传统汽车几率就很年夜了。我们知道充电最首要是在家里面做慢充,将来会在外面做快充,那快充到底有多快呢?今朝我们讲了,350kw充80%,大要差不多15分钟。

我们做一下清算,假如以新的保时捷车,大要充soc到80%的话,大要差不多15分钟可以跑接近400千米,特斯拉此刻新推出是250kw的快充,由于特斯拉充电站的电压是400伏摆布,跟保时捷的充电大要800伏是纷歧样的,一样的电流,功率只有保时捷的一半。

别的,就此刻手艺来看,现实上高功率充电,首要是有两种分歧实现的体例。我们可以看到前面这张图里面,最左侧是低频中压变压器,中压大要10kv到35kv,输出低压多是220v,380v,如许一个变压器凡是都很是重。好比,特斯拉年夜型充电站,这一个变压器可能都是好几吨。

后面,我们会有的一些新的手艺。我们此刻传统电源模块,有良多种, 15kw,20kw今朝比力大师比力经常使用。国网定的尺度是在20kw,我们认为单个模块功率会越做越高,会做到30kw以上,乃至做到60kw,然后模块做并联,如许并联今后,每辆车子就有机遇同享模块资本,按照现实需求去用100kw或用250kw去充或350kw去充。

这是今朝的手艺,这类手艺用低频变压器的话,效力大要是99%,其实还会有一个低压的配电盘,这个低压的配电盘效力会吃失落0.5%(包罗线缆消耗pdu消耗等),全部模块来看,一般的手艺是做到95%-96%。

这个图展现的就是我们常常看到一些电力电子的手艺,前面是用一些三电平的线路,再往后可能有良多用碳化硅来做dc/dc,如许的架构可以做到效力高,同时全部系统还会比力廉价。

这就是早上李泽元院士提的,其实将来高功率碳化硅器件将会是主流。

这个是别的一个架构,也是李院士何处在研究的。由于碳化硅有一个特点,在零电压的切换,全部的软开关使损掉年夜幅度的降落。我们认为这个是将来很主要的一个趋向,可以把全部切换的频率拉高到200k或500k。如许,不管电感器的尺寸,仍是高频变压器的尺寸,都可以年夜幅往降落。体积年夜幅往降落的长处是可以下降铜的用量,下降死心的用量,也能够下降尺寸,进而下降本钱。

这个是特斯拉尺度的充电站,最左侧是12kv输入480v输出低频的变压器,大要占地5平方米,重量1.8吨。往后看,它有一个配电盘,这个配电盘放一些低压的断路器,全部占地的空间也长短常高。这个里面不论是占地,还包罗全部效力也往降落,后面再接一个箱体。那这个充电器箱体,今朝现有的特斯拉系统都可能到135kw,这个是全部系统此刻设置装备摆设。

此刻的充电站,差不多720kva,可能会有6个充电桩,系统现实上占地的面积跨越33个平方米,大要5.5吨。我们看到,现实上赵传授也在提电能路由器,是我们将来快充的趋向。由于电能路由器就机遇把低频的变压器酿成我们讲到的高频电力电子变压器相连系,一连系完今后,中心的低压的配电盘跟中心低压的缆线就不见了。所以说,我们现实上不克不及用变压器去跟电能路由器去零丁比,要用全部系统的本钱和体积去比,会获得很是多的长处,等一下我还会做具体介绍。

这个是别的一个快充站的架构,前面是一个低频的变压器,输出可能有好几组,可能有隔离的绕组,我们会接一个没有隔离的ac/dc,每个只能去充一个车子,由于车子跟车子有安规的要求,要做隔离。

由于这个隔离要求,我们需要中压变压器要有一个隔离。这个也是用在保时捷,350kw一个布局上面。保时捷的年夜功率充电方案里面用的可以看到,就是一个三电频的变换器,后面接一个dc/dc,今朝都是用碳化硅去做的,效力可以做的很是很是高。

适才说的是电动车,我们再来看一下电动巴士,电动巴士跟电动汽车差别不太年夜。我们看这张图,右手边是有一个变压器,透过一些缆线拉到充电的箱体,这左侧就是我们做的受电弓等充电终端。

别的,我们看传统地铁的布局也是一样,会有一个中压的变压器,然后会降压可能降到586伏,透过整流器,输出电压多是在750伏,它是一个被动的整流,变压器是一个非凡的变压器,效力很是高,靠得住度也很高,可是它有一个很主要的错误谬误,就是本地铁刹车的时辰他没有法子收受接管这个能源。此刻,全部国内有良多轨道,上面会加装一个能源收受接管,装一个变流器把轨道上面刹车减速等能量再送归去给电网。在这个处所,将来用电能路由器我们只要做一个双向电能路由器,它便可以做能源收受接管,不消别的装一个收受接管变流器装在地铁站上面。

这个是西班牙地铁公司,他们在做轻轨,把轻轨上面装超等电容,或装一些锂电池,如许你可以看到,左侧是一个充电的受电弓,往上去接电轨,现实上它的输入电压也是适才用这类传统式变压器和被动整流。由于它自己里面已有电池在里面,再生制动能源可以存在车子里面的超等电容跟电池里面,这个是比力新的一个做法。

我们来看,全部比力简单的架构。上面这个,就是传统的一个架构地铁图,中压变压器透过被动整流,从交换酿成直流,然后后面这个就是一个地铁,这个地铁只是一个直流变交换的,去鞭策马达。下面这个,是今朝此刻轻轨在用的架构,它在站上是用移相变压器,然后透过被动式的整流,整流完出来多是750伏,1.5kv或3kv,然后它会有一个dc/dc做快充,这里面有电池,多是锂电池,多是超等电容,透过一个直流转交换去鞭策一个马达。所以我们看,在新的轻轨里面已用快充功能在这里面了。

我们再来看一下电动渡轮,这艘电动渡轮是挪威的,在挪威一些峡湾,左侧右侧有两个马达,去鞭策这个船。给渡轮充电的话,它的电网容量都不敷年夜,最左上角就是一个中压变低压的一个变压器,后面会接一个ac/dc,接到船里面是用交换电去充,颠末船里面的充电器去充电池。

适才讲最左下角变换器跟电池的话,它是做刹时快充用的。由于适才提,有一些渡轮,电网是不敷的,所以近似一个储能系统,当渡轮没有电的时辰,它在进行充电,当渡轮来泊岸的时辰,他除从电网充电之外,这个电池也会快速放电给这个渡轮。跟特斯拉一样,透过中压变压器转成直流,经由过程储能系统纯充电池,后面再接一个直流的充电桩,这个是可能用的一些架构,很简单一个三电平的架构去充电池,多是用三电平或用移相软开关功能pfc的电路。

适才提这个都是既有的,在电动交通充电的手艺,我们看看将来的一个标的目的。这个与适才赵传授提的是一致的,由于受限在碳化硅的本钱,左侧这个是北卡传授他们做的,是用比力高功率,高电压碳化硅去做,只要做一个单体输入便可以做到12.47kw,近似三电平,后面用llc的架构去做充电。

这个部门,由于10kv碳化硅还很贵,我们认为3-5年是会用1.2kv的碳化硅或1.7kv的碳化硅来做这类手艺的实现。别的,我们可以看到,本来火车是用交换电,然后在车上面装一个比力高功率密度的变压器,颠末一个交换直流,直流到交换一个变频去鞭策马达。下面这个就是在abb他们在好久之前就成立一个sst,就是固态变压器来代替比力重的低频变压器。这个现实上,abb今朝还没有年夜量推行,在它的产物上面,由于sst他们做的重量,包罗本钱仍是偏高的。

小我认为,好比像美国在推,将来可能全部飞机也会用电动的马达去鞭策,飞机可能会飞好几个小时,飞机跟年夜型船城市用柴油发机电去发电,用马达去驱动。假如说用马达去鞭策的话,飞机就有一个很年夜长处,我们大师都知道,坐飞机假如碰到乱流或甚么就会忽然往降落。往降落的首要缘由,可能就是浮力不敷,引擎加快反映不敷敏捷,所以有时辰就没有法子很快去做抵偿。由于电动马达会敏捷反映,所以用马达飞机,将来全部不变度会更高一点。这个是全部飞机,我们看也能够用固态变压器的手艺,电池储能,透过柴油发机电发电。

小我我认为,第一个是属在没有隔离的年夜型充电手艺,第二个是有隔离低压充电手艺,第三个是用固态变压器的充电手艺。在比力年夜规模年夜功率的,多是50台,100台车充电的话,便可能会用一个中压的直流,来做一些配电,如许全部本钱会变的比力低一点。

固态变压器长处就不在赘述了,我特殊强调一点,其实它的体积只有传统变压器二分之一到三分之一,它还一个功能,他在空载现实消耗可以做更低。此刻这类低频变压器,在没充电时辰很年夜的铁损,有很年夜的差别。

我最后做一个结论,我们可以看到全部电池愈来愈廉价,所以我们认为从ev的利用会推展到更多利用场景的趋向,包罗电动的飞机。还全部充电市场,需要竞争的本钱,还更高的开关频率,軟开关手艺,所以合适用宽禁带的器件。宽禁带器件在电动化交通充电站会是一个很主要的手艺,别的固态变压器在将来,我认为首要会饰演一个主要脚色,特殊是在这类高功率的充电方面,连系智能电网,如赵传授方才提到,充电器对微电网感化也会愈来愈主要。

还一个很主要的点,良多直流的微网或交换网,现实上是很轻易连系再生能源和储能,让全部电动化交通可以用到再生能源!

我的陈述竣事,感谢。

在“看10年·想象力论坛”中,更是聚集了时下新能源车企的“残山剩水”,就聪明能源场景利用和新手艺革命对驾乘体验的改变,立异提出了诸多具有前瞻性、畅想性不雅点,爆点不竭,出色纷呈,在场不雅众纷纭大喊过瘾。

国度信息中间经济咨询中间副主任李伟利带来“新能源汽车成长趋向”主题分享,内容实录以下:

大师下战书好,起首很是侥幸可以或许来到常州,加入须弥山年夜会,经由过程交换须弥山年夜会的主旨和由来,都让人神驰。

我首要想与大师交换一下新能源汽车发卖数据和对将来新能源汽车成长的观点。整体上来看,新能源汽车近5年连结了一个高速成长的态势,在短短四年,接近五年的时候傍边,全部年发卖量或需求量已跨越了100万辆。大师可以看到,在最早期的时辰,是总共加起来不到1万辆的程度,转眼间,就总的需求来看,新能源汽车的销量已冲破了百万量。从下图也能够看出,2018年乘用车市场,也就是电动化小轿车,也已跨越了100万辆,并且占比在全部市场傍边份额长短常高的,跨越了80%。

这个对新能源汽车,或对一个汽车财产来讲,是一个很是好的转变。由于商用车是一个物质性的产物,它是一种运输东西,范围比力小,只有年夜范围进入家庭的时辰,新能源汽车成长的范围才会上去,速度才会增加起来。

在大师很是存眷的新能源汽车与传统汽车比力方面,新能源汽车今朝的起步阶段,有一个数据可以申明:新能源汽车在整体市场傍边,它的发卖占比渗入率,也就是新能源汽车占全部市场的比例,到2018年已到达4.2%。商用车渗入率会更高一些,在2017年接近6%的程度,各方面都在稳步晋升。

有两个积极的转变,第一个从消费端来看,我们的市场、消费主体曩昔是以单元用户为主体,商用车可能首要仍是公交、市政范畴,乘用车可能很年夜一部门就是租赁用车,都可视之为单元为主体的用车。

在2015年的时辰,我们的单元用户接近60%,主体为单元用户。可是到2018年,私家采办已接近70%。固然,这里面有一部门仍是有私家注册去做网约车这部门的市场需求。估计在全部私家采办傍边,也应当在50%以上的范围。

第二个较着的转变或积极的转变就是消费区域了,由限购城市为主体的市场,颠末几年的成长,已向非限够城市敏捷地扩大。2013年可以看到限购城市采办数目占新能源比例到达70%以上,但这几年降落的很是快。也就是我们由曩昔为了一个派司,北京、上海、广州、深圳、杭州等这几个城市,由于没有传统燃油车的号牌,只能买新能源车的时期。渐渐已向非限购城市扩大,到2018年非限购城市私家乘用车数据已到达60%,范围接近40万辆。

在非限购城市其实有政策性鞭策的影响,大师要留意,此刻非限购城市卖得主体有20%摆布是卖给限行的城市,像西安、成都等,一周限两个号,在这类城市范围量也比力年夜,剩下的还一部门量,就像在山东,是一部门低速电动车的市场,是对电动汽车认知比力高的城市,发卖数目比力多,发卖的首要以小车为主,这是两个比力怪异的市场。以我们a级轿车为主体的市场,此刻发卖没有一个特殊明白和集中的城市,根基上全国各地此刻200多个城市城市有销量,每一个城市不年夜,可是加起来量就比力年夜了。

这是当前的环境,将来环境会怎样样?我们分为短时间、中期和持久来看,我们认为短时间到本年和来岁,计划方针是到2020年到达200万辆市场范围,从此刻来看问题不年夜,这两年还会连结快速的增加。为何这么说?首要仍是几个市场的特点所决议的,在本年和来岁商用车范畴,特别是城市物流范畴会有一个快速的增加。

曩昔几年公交、市政、环卫等首要是靠当局补助替代电动汽车,本年将会有很年夜的转变,特别是年夜城市,经由过程路权的治理,让物流车也渐渐最先实现电动化。包罗联邦速递、京东物流等等都最先替代物流车。最主体的一部门仍是乘用车市场,应当可以或许支持全部市场范围并且还会继续快速增加。除分时租赁,公事车市场之外,近两年增加比力快的是网约和出租车,依照国度年夜气污染防治打算,良多重点城市将要快速替代出租车,同时陪伴网约车市场范围晋升,也将是电动化的主要范畴。

固然最主体仍是限购和非限购的私家采办,在这几年,在私家采办两个市场类型都很是快,特别在限购城市的私家采办,渗入率很是高,可以看到2014年根基上不到1%,方才起步,到2018年最先整体市场在限购城市的渗入率已接近10%,而在部门的城市渗入率接近20%。在一些特定的城市,渗入率已跨越20%,这也是我们将来两年主题市场之一,同时我们的非限购城市私家采办渗入率也在快速晋升,可以或许支持我们在短时间市场新能源汽车的快速成长。

在中期,也就是到2025年,我判定可能还会呈现波动,但后续成长会相对照较安稳一些,首要仍是因为初始阶段新能源汽车市场是由政策鞭策,所以2021年今后补助退出可能会发生比力年夜的负面影响,别的就是派司和特定范畴的设置装备摆设,这是我们在当前新能源汽车市场成长的首要鞭策力。

在中期今后双积分政策替换补助,要求企业必需出产必然的新能源汽车,固然这个对市场还会有必然影响。第二个方面就是我们本来的派司和特定范畴的设置装备摆设,对市场的影响也会慢慢加强。与此同时,对新能源汽车利好的前提就是消费者,今朝消费者不满足点中最首要的两点就是:续航里程、充电问题。

在这类环境下,2021-2025年,在电池手艺快速晋升的环境下,电池本钱和能量填补可以或许快速晋升,电动汽车的价钱可以在必然水平上填补补助退坡所带来的影响。假如依照本年50%的退坡,来岁再有50%,2021年再退坡,可能相对来讲就比力平缓一些,可是这个市场,对我们价钱的影响仍是比力年夜的,固然此刻良多企业都出了保价办法,可是本钱其其实全部车辆傍边,电池的本钱仍是没法替换和填补补助降落带来的损掉。电池本钱此刻是1.3元摆布,到2025年降到7毛摆布,车辆本钱将年夜幅降落。

第二个方面就是外部情况的转变,第一就是公共充电举措措施,依照计划,年夜城市在首要城区根基上可以或许笼盖充电举措措施;别的就是年夜功率充电在高速公路上的利用,150kw年夜功率充电,在高速公路扶植傍边,可能会慢慢在将来6-7年最先普和快速充电,350kw年夜功率利用会略晚一些。

从远期来看,可能会有三个身分,将增进新能源汽车竞争优势的扩大,由于从今朝来看假如没有产生革命性的转变,新能源汽车想替换传统燃油汽车是不实际的,由于我们良多工具是仍没法和我们的传统汽车对抗的。

第一个决议身分就是我们所说的电池手艺的冲破,依照今朝的三元电池或新的电池系统来看,与传统车比力来看,是没法和传统车去竞争的,必需依靠在新系统电池冲破。新系统电池此刻可以或许看到就是固态锂电池,一是能量密度年夜幅晋升,解决车辆搭载电池数目问题,第二个就是功率密度提高,解决快速充电的问题。

第二个身分就是要斟酌新能源汽车和电动汽车同质化竞争,同质化竞争就是我要买一辆车,性价比要好,我的产物要跟你是一样的,我才会买新能源汽车,可是第二个转变,汽车承载功能,在将来可能会产生转变,由于新消费群体,90后乃至将来00后,成为购车主体今后,他关心的车就不再是我们纯真的汽车交通东西了,多是高级的智能终端。前两天访了一个电动车主,他说我每次城市更新ota进级,我说没有碰着问题吗?他说有问题,不妨,最少我刷一次就是有一个新的体验,有问题也是新的车,这就是分歧世代的消费者所带来的转变。由于任何一个手艺在早期都不成能没有问题,需要延续更新修补,车也一样。将来,车将从交通东西向高级的智能终端,这对消费者体验,特别是年青一代消费者来讲产物属性是完全纷歧样的。

第三个身分就是主动驾驶,将来一旦到了主动驾驶的时期,电动汽车将年夜年夜区分在传统汽车,由于l4、l5级主动驾驶时期,必需是电动化的,所以主动驾驶手艺的时期,智能化的时期,也是汽车产物电动化变化到来的时期。

今天禀享的是一些根基的数据和简单的一些不雅点,感谢大师。

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