如何應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車的超級(jí)充電要求？

　　在APEC2016的會(huì)場(chǎng)，老代碰到清華大學(xué)電機(jī)系的孫教授，孫教授提了兩個(gè)問(wèn)題：

　　1. 目前的充電樁建設(shè)過(guò)了幾年就要改造，以后怎么規(guī)避類似的錯(cuò)誤？

　　2. 隨著電動(dòng)汽車電池容量和快充功能的實(shí)現(xiàn)，充電樁如何設(shè)計(jì)來(lái)應(yīng)對(duì)未來(lái)電動(dòng)汽車的需要？

　　這兩個(gè)問(wèn)題是比較復(fù)雜的兩個(gè)問(wèn)題，如果要系統(tǒng)完整的回答要寫(xiě)好幾千字，老代只是從充電模塊和系統(tǒng)的角度簡(jiǎn)單做以回答：

　　1. 充電的速度和充電機(jī)的功率有關(guān)系，功率越大，充電的速度越快。初中物理學(xué)過(guò)P=U*I，要把P做大，無(wú)非就是提高充電電壓U或者提高充電電流I，超級(jí)充電的思路無(wú)非從這兩個(gè)方向入手。

　　2. 電動(dòng)車的發(fā)展歷史和未來(lái)的需求。電動(dòng)車由于受制于電池技術(shù)，在過(guò)去的發(fā)展過(guò)程中，電動(dòng)汽車的電池容量都不大，導(dǎo)致過(guò)去和現(xiàn)在很多汽車都是過(guò)渡產(chǎn)品。電動(dòng)汽車未來(lái)的終極發(fā)展目標(biāo)肯定是和燃油車一樣的用戶體驗(yàn)，徹底消除人類的里程焦慮和充電困惑（目前的大部分快充時(shí)間在30分鐘，未來(lái)要控制在12分鐘之內(nèi)）我們過(guò)去的充電樁的設(shè)計(jì)考慮的是滿足當(dāng)時(shí)汽車的標(biāo)準(zhǔn)，但是在電動(dòng)汽車發(fā)展的過(guò)程中，很多早期的樁子就面臨徹底報(bào)廢的情況。例如安徽當(dāng)時(shí)根據(jù)江淮汽車的需求建的20KW-30KW的樁子，這些樁子在面臨新的60KWH甚至跟高85KWH的新車型的需求時(shí)，必須徹底拆除，因?yàn)榭蛻魶](méi)法忍受高達(dá)兩個(gè)小時(shí)的快充時(shí)間；另外一個(gè)例子就是早期的有些充電樁的電壓等級(jí)只到450Vdc，當(dāng)新的車型例如騰勢(shì)面市后，由于騰勢(shì)的充電電壓要做到將近500V，這樣的情況就出現(xiàn)了充電樁限制了電動(dòng)汽車的發(fā)展的情況，騰勢(shì)的車在很多450Vdc的樁上永遠(yuǎn)充不飽電，造成了電池設(shè)計(jì)的巨大浪費(fèi)。老代的觀點(diǎn)，充電樁是為電動(dòng)汽車服務(wù)的，不能限制了電動(dòng)汽車的發(fā)展，未來(lái)為了提高續(xù)航里程，電動(dòng)汽車提高電壓是必然趨勢(shì)，目前的低壓模塊500Vdc不應(yīng)該大力發(fā)展，否則會(huì)限制行業(yè)的發(fā)展，雖然現(xiàn)在的750Vdc模塊在300V-400V的充電平臺(tái)電壓效率底2%-3%，老代認(rèn)為在當(dāng)前的情況下，保證充電樁系統(tǒng)的可用性比效率更重要，消費(fèi)者需要的及時(shí)充上電，兩到三個(gè)點(diǎn)的效率倒是其次。

　　3. 未來(lái)超級(jí)快充的方式只有直流系統(tǒng)。在市場(chǎng)上BYD也在推廣交流的快充方案，但是由于電壓等級(jí)限制在最高380V的等級(jí)，而且受制于雙向逆變驅(qū)動(dòng)的功率，目前的最有可能的充電功率只能控制在38KW的交流輸入，考慮到2%的損耗，交流快充的最大充電功率限制在37ＫＷ左右。根據(jù)德國(guó)大眾公司的電動(dòng)汽車的發(fā)展預(yù)測(cè)，對(duì)于電動(dòng)汽車充電發(fā)展，分為三個(gè)階段，參見(jiàn)下圖：

　　第一階段，交流慢充；第二階段：交流慢充和直流快充并存；第三階段：超級(jí)直流充電，最高電源1000Vdc，最大電流做到350A，也就是350KW。請(qǐng)見(jiàn)下圖：

　　老代把我們現(xiàn)在的充電平臺(tái)充電2.0平臺(tái)，在向充電3.0平臺(tái)的過(guò)程中，目前可行的是采用充電2.5平臺(tái)： 即最高電壓設(shè)置在750Vdc，最大電流在250A。但是人類的終極目標(biāo)是更高電壓900Vdc（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）或者1000Vdc（歐洲的建議），充電槍的充電電流從目前的250A到未來(lái)的350A，也就是充電3.0時(shí)代。中國(guó)的充電樁標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)者已經(jīng)著手做1000V400A的實(shí)驗(yàn)，如果各種實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)支撐，未來(lái)中國(guó)的單槍充電功率會(huì)到400KW，如果有些車可以設(shè)計(jì)雙槍插入充電，單車800KW的充電效率不是沒(méi)有可能。

　　4.人類不同于動(dòng)物的根本區(qū)別在于不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)，把原來(lái)出現(xiàn)的問(wèn)題變成教訓(xùn)，把成功的經(jīng)歷變成經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)的充電樁每隔幾年就要大變或者拆除，都是由于在建設(shè)初期的考慮不周：第一是設(shè)計(jì)之初功率上的不足，例如安徽的20Kw-30KW充電樁；第二是電壓等級(jí)太低，例如早期的450Vdc沒(méi)法充騰勢(shì)汽車；第三是早期的模塊技術(shù)都是恒流模式，在低電壓段功率急劇下降，導(dǎo)致實(shí)際的充電功率遠(yuǎn)小于額定的標(biāo)定功率。要避免這些問(wèn)題，就要從三個(gè)方面入手：第一是充電樁系統(tǒng)要做到柔性擴(kuò)容，即能夠滿足現(xiàn)在要求，也可以通過(guò)擴(kuò)充模塊滿足未來(lái)的要求；第二是盡量推出更高電壓的寬范圍模塊，盡量避免目前500Vdc電壓平臺(tái)充電樁的建設(shè)；第三是同樣功率的模塊，盡量采用輸出電流更大的恒功率模塊，而且恒功率的電壓范圍要足夠的款。當(dāng)然這些只是關(guān)于充電容量基本的要求，限于篇幅有限和時(shí)間，簡(jiǎn)單的回答了孫教授的第一個(gè)問(wèn)題，今天只談到這里。

　　當(dāng)然，超級(jí)充電技術(shù)不僅僅是對(duì)電動(dòng)汽車的要求，無(wú)獨(dú)有偶，其實(shí)目前對(duì)大部分最迫切的是幾十億用戶的智能手機(jī)超級(jí)充電技術(shù)，老代在19號(hào)到北京轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)下面OPPO手機(jī)的廣告，廣告重點(diǎn)：充電5分鐘，通話2小時(shí)。

　　要把傳統(tǒng)充一個(gè)多小時(shí)做到5分鐘快充，對(duì)做電源的來(lái)講，把目前5V2A的適配器做到更大功率是沒(méi)有任何問(wèn)題，目前的瓶頸就是充電接口的接觸電阻和電池的接受電流的程度。受制于材料技術(shù)，如果在目前接口不變（2A）的情況下做到快速充電，昨天在TI的展臺(tái)，老代發(fā)現(xiàn)他們的方案就是把5V的充電電壓線性調(diào)節(jié)到12V，從而滿足了不同客戶的快充需求。見(jiàn)下圖：

　　這款產(chǎn)品就是通過(guò)充電的USB，由手機(jī)的APP來(lái)發(fā)送電壓要求，而充電器根據(jù)手機(jī)的要求做到5V到12V的電壓調(diào)整。

　　雖然手機(jī)的快速充電了電動(dòng)汽車的快速充電充電從功率上不在一個(gè)數(shù)量級(jí)，但是原理上還是一樣，根據(jù)公式P=U*I，當(dāng)電流受制于線纜或者接口沒(méi)法增大時(shí)，提高電壓等級(jí)只能成為唯一的選項(xiàng)。超級(jí)充電樁未來(lái)的思路也莫過(guò)于如此。