12月21日—22日，由充換電百人會(huì)、中國(guó)充電樁網(wǎng)主辦，上海賀勵(lì)展覽有限公司、上海賀勵(lì)商務(wù)咨詢(xún)有限公司承辦的2023第四屆中國(guó)國(guó)際換電模式產(chǎn)業(yè)大會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)：金磚換電論壇）在上海大華虹橋假日酒店盛大舉辦。大會(huì)以“構(gòu)建換電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機(jī)遇”為主題，政策賦能，新能源換電產(chǎn)業(yè)逆勢(shì)崛起，深入探討推動(dòng)換電協(xié)同發(fā)展，共話(huà)換電挑戰(zhàn)與機(jī)遇，共議產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的新趨勢(shì)。
深圳市優(yōu)優(yōu)綠能股份有限公司 產(chǎn)品方案中心總經(jīng)理 蔡波 發(fā)表了《新一代換電站充電模塊技術(shù)發(fā)展方向探索》的主題演講，他表示：
尤其是充電模塊這塊。前面很多專(zhuān)家講了一些系統(tǒng)、電池各個(gè)方面的產(chǎn)業(yè)情況，想借此機(jī)會(huì)跟大家就整個(gè)換電部分核心器件，即充電模塊技術(shù)方向探索。
換電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，充電模塊作為其中非常重要的部件，它的故障率現(xiàn)在來(lái)看是在整個(gè)系統(tǒng)里面偏高的，未來(lái)怎么樣從技術(shù)層面和結(jié)構(gòu)層面上提升產(chǎn)品，使其為將來(lái)更廣闊的應(yīng)用，怎么解決這個(gè)問(wèn)題。 目前換電行業(yè)，可以看到各個(gè)省份的換電量，這里面主要集中在華南以及華東地區(qū)，還有華北地區(qū)，像西南以及西北的量還是比較少的。 可以看到換電未來(lái)的用量是比較大的，建站的數(shù)量也比較多，去年年底新增1200座換電站，今年的增量還是低增的趨勢(shì)（數(shù)據(jù)還沒(méi)出來(lái)）。相對(duì)充電樁來(lái)說(shuō)，前幾年國(guó)內(nèi)從2011年到現(xiàn)在維持在50%左右的增速，換電這塊的增長(zhǎng)率也是非常高的，達(dá)到30%、40%以上。換電站的建設(shè)還會(huì)進(jìn)入加速時(shí)期。 換電的歷程受制于國(guó)家政策層面影響比較大，國(guó)家的政策、制度安排非常多，每年都會(huì)出臺(tái)一些政策，整個(gè)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的時(shí)候圍繞國(guó)家政策逐步實(shí)施、推進(jìn)。 這里面看一下模塊對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求也是在不斷演進(jìn)的，早期從2008年左右到2011年，那個(gè)時(shí)候包括充電和換電的充電模塊等級(jí)比較低，當(dāng)時(shí)沿用的是通信電源的模塊技術(shù)引進(jìn)過(guò)來(lái)，那時(shí)候只能做到6kW；2012-2018年期間，從6kW-7.5kW-15kW-20kW，其實(shí)這個(gè)趨勢(shì)現(xiàn)在還在發(fā)展，截至今年為止，大的模塊已經(jīng)做到40kW了，未來(lái)的需求包括像蔚來(lái)公司也提出更大的需求，單路輸出達(dá)到60kW，這也是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。 新能源車(chē)的滲透率全球擁有接近2000萬(wàn)輛，這個(gè)數(shù)量增長(zhǎng)是非?？焖俚?。這里面換電站在家用比較少，在商用乘用車(chē)，包括特殊車(chē)輛，如物流車(chē)輛對(duì)換電的需求是非常迫切的，并且占比相當(dāng)高。 可以看到幾個(gè)主要的換電場(chǎng)景應(yīng)用，一個(gè)是商用車(chē)的換電場(chǎng)景，這種場(chǎng)景用的頻次比較高；非商用車(chē)對(duì)補(bǔ)能的要求比較高；還有私人換電站，他對(duì)于服務(wù)、對(duì)于續(xù)航的重視更高一些。不同的方式其實(shí)解決不同的問(wèn)題。 換電站截止到現(xiàn)在，大家更關(guān)心的是怎么能在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到像加油那樣快速便捷的方式，可以看到電池組數(shù)量不斷在增加，這個(gè)量越來(lái)越大；換電時(shí)間的要求越來(lái)越短，最早換電是10多分鐘才能換，現(xiàn)在可以做到1分鐘左右的時(shí)間，效率非常高，甚至有些時(shí)候比加油的時(shí)間還要更短。 可以看到有幾點(diǎn)要求：（1）電池組的容量增加，容量增大，效率要求更高；（2）對(duì)安全性、可靠性提出了更高的要求。很多換電站的故障率還是不低的，在有些特定的場(chǎng)所或者工況環(huán)境下，模塊還是容易損壞的，目前階段來(lái)看，整個(gè)換電體系里面所用的模塊是IP20直通風(fēng)模塊，今年開(kāi)始少部分地區(qū)開(kāi)始采用高防火等級(jí)的模塊。 這里面還要關(guān)注一點(diǎn)，換電站作為將來(lái)在充換補(bǔ)能體系，它對(duì)于儲(chǔ)能的要求，對(duì)于電網(wǎng)提供能量反饋的要求，需求也越來(lái)越明顯。建一個(gè)換電站，它對(duì)電力容量是有要求的，這個(gè)時(shí)候往往很多地區(qū)不能滿(mǎn)足這種要求，一些新的技術(shù)比如儲(chǔ)能技術(shù)都會(huì)用到里面來(lái)。 針對(duì)這些問(wèn)題，擴(kuò)容、重復(fù)建設(shè)、常規(guī)故障率比較高、充電策略，怎么樣的電池組量比化。除了對(duì)換電系統(tǒng)做一些升級(jí)迭代，對(duì)于電池、對(duì)于充電模塊也提出了更高的要求。比如單容量模塊的容量提升，模塊化的可靠性提升、效率的提升，哪怕提升一個(gè)點(diǎn)，凈里就會(huì)增加一個(gè)點(diǎn)。還有持續(xù)安全的可靠運(yùn)行，這種要求越來(lái)越高。 換電站在極端的場(chǎng)站會(huì)出現(xiàn)核心模塊用了三四個(gè)月全部壞掉，這種場(chǎng)站在東北已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)了，包括一些沿海的港口也出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的情況，這要求我們提供高可靠的產(chǎn)品，去滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)的要求。對(duì)超寬的輸出功率范圍的提升，現(xiàn)在高電壓等級(jí)車(chē)型越來(lái)越多，850v以上的都有，以往都是300多V，對(duì)模塊也有更高的要求。 我們知道模塊主要解決效率，還有熱的穩(wěn)定性和可靠性的問(wèn)題，這里面我們提到三種技術(shù)路線(xiàn)，一是常見(jiàn)的IP20直通風(fēng)的，再一個(gè)是獨(dú)立風(fēng)道的（模式），還有液冷模式。 模塊本身無(wú)論是用在充電行業(yè)包括換電行業(yè)，它的發(fā)展趨勢(shì)還是遵循一定的規(guī)律，充電模塊、換電模塊的功率等級(jí)、顆粒度越來(lái)越大，它會(huì)降低單瓦的成本，系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候可以把系統(tǒng)做得更加簡(jiǎn)單。另一方面，可以看到現(xiàn)在大部分模塊采用灌膠技術(shù)，尤其是在換電行業(yè)，很多用的全灌膠的技術(shù)。即使這種技術(shù)，在一些特定環(huán)境也不能滿(mǎn)足高可靠性的需求，這里面又提出了獨(dú)立風(fēng)道的技術(shù)、液冷模塊的技術(shù)。 可以看到電壓等級(jí)也是不斷提升的，在這區(qū)間還有一些新的技術(shù)產(chǎn)生，比如對(duì)儲(chǔ)能的要求，用ACDC儲(chǔ)能模塊，包括DC/DC雙向模塊，后面會(huì)介紹到。 目前在換電行業(yè)主要運(yùn)用的模塊是兩種模塊，30kW、40k，未來(lái)不排除ACDC雙向互動(dòng)模塊，可以做電網(wǎng)互動(dòng)，可以削峰填谷，保證電網(wǎng)的可靠性，保證系統(tǒng)的可靠性。 前面提到效率問(wèn)題、可靠性，從提升效率方面，我們會(huì)采用一個(gè)新的技術(shù)，即碳化硅技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)里面。成本上還是有些壓力，未來(lái)3-4年左右，可能這個(gè)技術(shù)會(huì)完全進(jìn)入到行業(yè)里面去，我們提供的模塊都會(huì)用高效的模塊，效率可以做到97%，甚至更高。模塊顆粒度，現(xiàn)有的20會(huì)慢慢淘汰，會(huì)被40以及60模塊所替代。架構(gòu)會(huì)做得更加簡(jiǎn)單，整個(gè)系統(tǒng)的體系也會(huì)做得更小，成本也會(huì)降低不少。 高防護(hù)要著重提一下，我們這款模塊在三四年前就已經(jīng)推出了，在充電行業(yè)有成熟的應(yīng)用，但是在換電行業(yè)是今年開(kāi)始。在沿海地區(qū)、礦上或者粉塵比較大的地方，這種普通模塊不能滿(mǎn)足現(xiàn)有要求，我們提出了更高的要求，即獨(dú)立風(fēng)道模塊，IP65主要是防護(hù)等級(jí)。整個(gè)模塊的散熱是模塊內(nèi)部的器件和外部的空氣不發(fā)生對(duì)流交換，它是通過(guò)散熱磁片把模塊內(nèi)部的熱量帶走，有效使模塊的設(shè)計(jì)壽命比如10年，我真正達(dá)到10年，我可以做5年以上的質(zhì)保沒(méi)問(wèn)題，普通模塊只能做到3年左右。 這塊要介紹儲(chǔ)充換電一體化，這個(gè)是電網(wǎng)互動(dòng)。用到的AC/DC雙向模塊，在閑暇或者沒(méi)有車(chē)做換電的時(shí)候，有多余能量的時(shí)候，電網(wǎng)需要做調(diào)度的時(shí)候，可以反向向電網(wǎng)輸電，達(dá)到微電網(wǎng)的功能。這個(gè)技術(shù)在現(xiàn)有的換電企業(yè)逐步會(huì)把這種技術(shù)引用到。 接下來(lái)是新的充換電一體方案，這個(gè)方案比較復(fù)雜一些。母線(xiàn)的架構(gòu)，這里面既用到DCDC、ACDC，像這種大型的結(jié)構(gòu)其實(shí)解決的是未來(lái)綜合場(chǎng)站的技術(shù)應(yīng)用升級(jí)。我們希望跟換電廠家不斷深入合作，把核心的模塊、核心的技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到場(chǎng)站建設(shè)當(dāng)中去。 這個(gè)也是儲(chǔ)充換一體的，我們還會(huì)做DC/DC雙向，對(duì)電池的梯次利用也可以實(shí)現(xiàn)。包括光伏引入到這個(gè)系統(tǒng)里面，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)也可以做回饋，包括V2G和V2H，都可以在這個(gè)系統(tǒng)里面實(shí)現(xiàn)。 在往前更進(jìn)一步發(fā)展，還會(huì)推出更新的系統(tǒng)模塊，目前液冷的方式在換電系統(tǒng)里面沒(méi)有應(yīng)用，未來(lái)不排除液冷系統(tǒng)（應(yīng)用），目前超充站在做液冷方案，包括IP65方案，但是用在場(chǎng)站建設(shè)還沒(méi)有，我們模塊的產(chǎn)品已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，將來(lái)大家做系統(tǒng)升級(jí)的時(shí)候也是一個(gè)選擇方向。 前面我把模塊大致介紹了一下，最后介紹一下我們公司。優(yōu)優(yōu)綠能是專(zhuān)注于做模塊的企業(yè)，目前有400多員工，在全球也是處于Top級(jí)的模塊供應(yīng)商，我們專(zhuān)注只做模塊，和別的廠家有所不同。 這是產(chǎn)品迭代發(fā)展歷程，也是公司發(fā)展歷程。我們公司最早推出15kW、20kW、30kW、40kW，很多廠家的模塊包括外觀尺寸和優(yōu)優(yōu)是一致的。模塊的系列化非常全，我們未來(lái)做換電站去選擇的時(shí)候，不光做普通的換電站、做儲(chǔ)能換電站，我們都可以提供相應(yīng)的模塊解決方案，比如ACDC雙向模塊、DCDC雙向模塊、DCDC單向模塊，我們都可以提供，我們是對(duì)模塊非常專(zhuān)注的企業(yè)。 在模塊的選擇上，其實(shí)很多人有誤區(qū)，以為誰(shuí)做出個(gè)模塊很好，就可以拿去用，其實(shí)不是。核心模塊對(duì)驗(yàn)證時(shí)間要求比較長(zhǎng)，一款產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)要3年以上的時(shí)間，才能保證你這個(gè)產(chǎn)品和你承諾的質(zhì)保期保持一致，這里面會(huì)涉及很多認(rèn)證，包括國(guó)網(wǎng)認(rèn)證、海外CE、cTUVus、UL的認(rèn)證，可靠的模塊是通過(guò)應(yīng)用才能得到客戶(hù)的認(rèn)可。
