北汽白健：《电动汽车充电系统车端与地面端的绿色解耦》

北京汽车研究总院 白健：《电动汽车充电系统车端与地面端的绿色解耦》

9月27-28日，由充换电百人会、中国充电桩网、联联充电联合主办，上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022第八届中国国际电动汽车充换电产业大会（简称：金砖充换电论坛）在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展览展示”，以“创新协同驱动，低碳高效发展”为主题，通过话题设置，引发讨论，倡导和引领充换电及电动汽车企业发展思路及策略。引爆业内对“充换电”的关注，解读最新充换电发展困惑，诠释机遇及发展方向。



北京汽车研究总院充电系统副总师白健出席论坛并发表主题演讲——《电动汽车充电系统车端与地面端的绿色解耦》。

以下为演讲实录：

各位同仁，朋友：大家下午好！我带来的分享是电动汽车产业化快速发展背景下，对车端与地面端充电系统解决方案的进一步分析。

首先电动汽车产业化已快速发展了十多年，这期间产业发生了巨大变化，从早期的政策引导到当前的市场引导。电动汽车作为一个大宗商品，正式与传统燃油车，氢能源汽车等各种类型的汽车展开一场公平的商业化竞争。市场对电动汽车的要求也发生了巨大变化。

产业早期，电动汽车销售主要围绕有限购政策的城市，地方政府通过补贴、路权等利好政策，引导用户选购新能源汽车。伴随油价的高涨，非限购类的城市消费者，开始越来越多的尝试选择电动汽车作为他的主要出行工具。

基于这个行业变化情况，我们清晰的看到：在行业前十年，70%的销量来自于限购类城市；未来十年，70%的销量都会来自于非限购类城市，市场从对公集采转向私人用户，导致广大车企都在努力降低自己对公车辆销售的比例，加大对私销售的比例。

这期间，整车续驶里程也发生了巨大变化。从最早150公里、200公里到后来的400公里，今天的700公里，以及未来的1000公里。车辆的续驶里程在不断增加，随着续驶里程不断增加，广大车企发现里程焦虑掩盖下的是补能焦虑，这需要整车里程达到一定水平之后，才会从冰山下面呈现出来。

补能焦虑导致广大车企需要思考如何在有限里程下，通过提升充电便利性解决用户的出行焦虑。

车辆的续驶里程短期内永远是有限的，从200公里的车、400公里的车到700公里的车，在用车过程当中，车企发现整车里程越长，用户对充电的焦虑程度越深。

用户的出行方案存在很多不确定性。比如：简单的上班，外出开会，中间可能送孩子上学，下班的时候接孩子回家，中间还要转弯去菜市场买菜，或者去某个地方买样东西或者约个会等等，这期间，用户会需求：

（1）希望知道准确的剩余的电量、剩余里程，以及出行的目标能不能达到，用不用充电。

（2）如果需要充电，时间和费用的平衡和对下一阶段出行的影响，补能方式有没有给用户更多的选择。

多样的选择导致了充电系统的应用场景的复杂化，一种是在固定用车场景下产生的补能需求。另一种是在随机用车场景下产生的补能需求的。

当前情况下，广大车企更急于解决的是随机用车场景下的用户需求，这期间更多呈现的是充电时间便利性的问题。

充电时间便利性，北汽在车端，基于极狐阿尔法S车型，与华为合作打造了一款极狐HI版超充车型。这款车在开发时，整车性能边界就是围绕国标的750V-250A的最大常规边界展开设计，并实现了性能设计目标。其中750V的峰值电压，是基于在调研了全中国主要城市和主要高速主干道的公共充电设施情况下，考虑最大的兼容社会公共充电资源情况制定的。在2018、2019年，社会上主流公共充电站几乎没有1000V的充电资源，750V充电桩也只占了相对少的比例。

但是未来两年各厂家推广的新车型肯定会普遍超过当前国家标准的限值，所以北汽也非常期待下一版统一的超充国家标准的出台和发布实行，给行业起到引领作用。

除了北汽，业内其他兄弟车企也纷纷选择了高压快充的技术路线，无论是现在小鹏已经发布的S4、G9，还是极氪发布的采用宁德时代麒麟电池（达到4C倍率的电池）的新车型，对于解决充电时间便利性来说，高压超充都是目前最清晰的，最肯定的解决路径。

近年来，公共充电设施的情况也发生巨大变化？车端已经率先推出高压超充车型的同时，行业急需公共充电设施的快速跟上，甚至超过车企再多走半步。

7月份的时候，北汽完成了沿京沪高速公共充电资源的调研，通过真实模拟用户出行行为，调研了其间每个服务站实际充电资源的情况。其中700V的桩占比约35%，普遍分布在北京、河北、河南地区，山东及再往南区域，大部分高速充电桩是500V的电压平台，功率大部分是120KW，少量是60KW。

北汽目前通过接入头部的充电运营服务商数据，从数十万充电资源中筛选出各个主要城市内高压大功率充电桩的具体比例。后续，北汽还会持续进行京港澳等高速调研分析，择机再给大家做分享。

基于公共充电资源的现状，越来越多的主机厂开始不仅在城市里投建高压超充站，在高速和主干道出入口也在加速投放高压超充资源。从2020年开始，各个车厂的建站提速非常快，新站数量激增迅猛。

在此从车辆端已经明确需求公共充电设施行业的加速充电设施功率和电压的提升。

北汽从2021年10月份到现在，已经上线了20座超充站，而且北汽投建的所有场站都采用360kW及以上功率的超充设备，这些超充设备均采用的主动液冷系统，场站配置了智能地锁，对于不能建地锁的场站，北汽还会派专人进行车位管理。我们希望通过为各个品牌的电动汽车车主服务，推动超充产业的快速发展。

北汽已投建的超充场站总体有四个特点：

1、柔性功率分配。我们场站每个终端都是超充的，不做超充与常规充电的混装，是为了方便用户到了场站随机选择的任何一个桩都能体验到超充体验。

2、通过液冷热管理，大幅度降低了线缆重量以及设备噪声。

3、智能化功能，如推即插即充以及智能地锁等，简化用户充电操作步骤。

4、单桩480kW大功率，1000V-600A适配市面上已量产和未来车型的充电需求。

做高压超充不是一蹴而就的，北汽早在2014年，就展开了2C及2C以上倍率的整车超级快充性能的技术研发。2017年就参与了中电联牵头组织的中国大功率充电的技术路线研究，期间，在车端针对动力总成以及热管理系统都完成了高压系统储备，在2019年结合国网组织的北京未来科学城Chaoji发布活动，推出了整车全液冷超充系统的3C试验样车。



北汽正在搭建一个覆盖全国的快速补能网络，这个补能网络目前规划包含：京津冀、长三角、珠三角以及川渝等国内新能源汽车主销区域，包括联通中间的高速和主干道，为用户打造希15分钟补能圈。

同时，北汽作为北京的地方性国企，会先在北京城中心和新城区为服务中心，打造一个半径400公里，覆盖北京周边主要卫星城市和主干道的补能网，一期投建超过100座超充站，支持首都车主用户的日常用车及出行。

除了随机用车场景外，对于用户的固定用车场景。北汽认为这将是未来十年制约电动汽车快速发展的主要瓶颈，也是我们下面最迫切的工作。

第一，当前用户的私桩配桩率比较高，但是所有不能配建私桩的原因均是用户以及车企短期内无法解决的。这些问题产生自地区基础设施和资源的有限性，比如车位和电力。

第二，重点城市小区停车资源分布不均匀，包括我们车位比存在巨大缺口。且随着中国的经济发展，中国新建停车位和车辆销量比例的发展趋势长期存在差距，且差距不断扩大。未来随车充电桩的安装将存在缺少停车位的及出行问题。

第三，电力负荷情况，中国经济发展很快，个人的用电量激增，未来电动汽车充电将与用户日常生活争夺电力资源。中国的能源改革和电力转型，可能会让这个挑战提前到来。

第四，实际投建的场站，实际利用率较差，用户日常出行习惯中绝大部分时间，车辆处于停滞状态，实际充电时间有限，导致传统交流或是直流充电桩方案带来较差的能源利用率，促使行业要进行新的充电设备，尤其是社区级的充电设备的开发和创新。

创新需要在两个方向同时发力：一是在车端，主机厂努力提升车载OBC的工作效率。或者推动去OBC或者OBC配置可选化，通过把充电机放在车外侧，并结合充电桩的技术革新，能够较容易的解决充电效率和补能效率的问题。

二是在桩端：

对家充交流桩进行智能化改造，通过云端的控制命令，通过后台需求响应平台，实现有序充电。

或者基于直流母线实现社区充电的群充群控。通过对电力负荷的统一占用和二级智能分配，提高能源使用效率。但是目前要解决产品的成本和产业化问题。

疫情已经到了第三个年头，它实实在在的改变了用户的出行习惯。V2X对外放电技术焕发第二春。

受疫情影响，城市周边露营成为用户非常高频的生活选择方式，电动汽车通过V2X技术实现了相比燃油车更有优势的对外放电体验。

北汽基于这一点，结合我们车辆的放电功能，为用户提供一系列的对外放电补能装置，因为这些设备可以用户直接握持，对我们的技术路线选择提出更高的安全要求。

作为一个完整充电系统的开发，无论从车端到地面端到云端，需要很多系统、很多功能的打通，它是一个系统工程，甚至是跨系统工程。无论是从车辆的总布置到充电口的布置，到线缆的走线，到器件的选择，到电压平台的设立，都需要一个复杂的研究过程。

未来需要整个行业求同存异，一起为用户用车体验的提升构建一张更智能，更高效的电动汽车补能网络，需要我们各行各业的参与者共同努力。谢谢大家！

信息来源：中国充电桩网
2022.10.12

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