如何應對電動汽車的超級充電要求？

　　在APEC2016的會場，老代碰到清華大學電機系的孫教授，孫教授提了兩個問題：

　　1. 目前的充電樁建設過了幾年就要改造，以后怎么規(guī)避類似的錯誤？

　　2. 隨著電動汽車電池容量和快充功能的實現(xiàn)，充電樁如何設計來應對未來電動汽車的需要？

　　這兩個問題是比較復雜的兩個問題，如果要系統(tǒng)完整的回答要寫好幾千字，老代只是從充電模塊和系統(tǒng)的角度簡單做以回答：

　　1. 充電的速度和充電機的功率有關系，功率越大，充電的速度越快。初中物理學過P=U*I，要把P做大，無非就是提高充電電壓U或者提高充電電流I，超級充電的思路無非從這兩個方向入手。

　　2. 電動車的發(fā)展歷史和未來的需求。電動車由于受制于電池技術，在過去的發(fā)展過程中，電動汽車的電池容量都不大，導致過去和現(xiàn)在很多汽車都是過渡產(chǎn)品。電動汽車未來的終極發(fā)展目標肯定是和燃油車一樣的用戶體驗，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間在30分鐘，未來要控制在12分鐘之內(nèi)）我們過去的充電樁的設計考慮的是滿足當時汽車的標準，但是在電動汽車發(fā)展的過程中，很多早期的樁子就面臨徹底報廢的情況。例如安徽當時根據(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，必須徹底拆除，因為客戶沒法忍受高達兩個小時的快充時間；另外一個例子就是早期的有些充電樁的電壓等級只到450Vdc，當新的車型例如騰勢面市后，由于騰勢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汽車的發(fā)展的情況，騰勢的車在很多450Vdc的樁上永遠充不飽電，造成了電池設計的巨大浪費。老代的觀點，充電樁是為電動汽車服務的，不能限制了電動汽車的發(fā)展，未來為了提高續(xù)航里程，電動汽車提高電壓是必然趨勢，目前的低壓模塊500Vdc不應該大力發(fā)展，否則會限制行業(yè)的發(fā)展，雖然現(xiàn)在的750Vdc模塊在300V-400V的充電平臺電壓效率底2%-3%，老代認為在當前的情況下，保證充電樁系統(tǒng)的可用性比效率更重要，消費者需要的及時充上電，兩到三個點的效率倒是其次。

　　3. 未來超級快充的方式只有直流系統(tǒng)。在市場上BYD也在推廣交流的快充方案，但是由于電壓等級限制在最高380V的等級，而且受制于雙向逆變驅(qū)動的功率，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)德國大眾公司的電動汽車的發(fā)展預測，對于電動汽車充電發(fā)展，分為三個階段，參見下圖：

　　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：超級直流充電，最高電源1000Vdc，最大電流做到350A，也就是350KW。請見下圖：

　　老代把我們現(xiàn)在的充電平臺充電2.0平臺，在向充電3.0平臺的過程中，目前可行的是采用充電2.5平臺： 即最高電壓設置在750Vdc，最大電流在250A。但是人類的終極目標是更高電壓900Vdc（中國標準）或者1000Vdc（歐洲的建議），充電槍的充電電流從目前的250A到未來的350A，也就是充電3.0時代。中國的充電樁標準頂層設計者已經(jīng)著手做1000V400A的實驗，如果各種實驗的數(shù)據(jù)支撐，未來中國的單槍充電功率會到400KW，如果有些車可以設計雙槍插入充電，單車800KW的充電效率不是沒有可能。

　　4.人類不同于動物的根本區(qū)別在于不斷的學習和總結，把原來出現(xiàn)的問題變成教訓，把成功的經(jīng)歷變成經(jīng)驗。中國的充電樁每隔幾年就要大變或者拆除，都是由于在建設初期的考慮不周：第一是設計之初功率上的不足，例如安徽的20Kw-30KW充電樁；第二是電壓等級太低，例如早期的450Vdc沒法充騰勢汽車；第三是早期的模塊技術都是恒流模式，在低電壓段功率急劇下降，導致實際的充電功率遠小于額定的標定功率。要避免這些問題，就要從三個方面入手：第一是充電樁系統(tǒng)要做到柔性擴容，即能夠滿足現(xiàn)在要求，也可以通過擴充模塊滿足未來的要求；第二是盡量推出更高電壓的寬范圍模塊，盡量避免目前500Vdc電壓平臺充電樁的建設；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。當然這些只是關于充電容量基本的要求，限于篇幅有限和時間，簡單的回答了孫教授的第一個問題，今天只談到這里。

　　當然，超級充電技術不僅僅是對電動汽車的要求，無獨有偶，其實目前對大部分最迫切的是幾十億用戶的智能手機超級充電技術，老代在19號到北京轉機時，發(fā)現(xiàn)下面OPPO手機的廣告，廣告重點：充電5分鐘，通話2小時。

　　要把傳統(tǒng)充一個多小時做到5分鐘快充，對做電源的來講，把目前5V2A的適配器做到更大功率是沒有任何問題，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，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，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。見下圖：

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

　　雖然手機的快速充電了電動汽車的快速充電充電從功率上不在一個數(shù)量級，但是原理上還是一樣，根據(jù)公式P=U*I，當電流受制于線纜或者接口沒法增大時，提高電壓等級只能成為唯一的選項。超級充電樁未來的思路也莫過于如此。