李宏庆：DPA双层功率池-高效公共充电关键技术

第二届中国电动汽车充电设施技术创新大会：万帮数字能源股份有限公司高级副总裁李宏庆：DPA双层功率池-高效公共充电关键技术

“绿色低碳、安全高效、创新引领”。8月5日上午，由中国电力企业联合会电动交通与储能分会、能源行业电动汽车充电设施标准化委员会主办、星星充电承办的第二届中国电动汽车充电设施技术创新大会上，技术大咖们聚焦充电设施领域行业发展现状，着眼技术变革，解读充换电领域前沿趋势，共同探索行业创新发展。



万帮数字能源股份有限公司高级副总裁李宏庆带来了题为《DPA双层功率池-高效公共充电关键技术》的演讲。

内容实录如下：

欢迎大家在这么炎热的季节来到常州，我是来自星星充电的李宏庆。公共充电的场景就像今天的天气一样，应该是所有充电场景之中最为火热的。如何持续提高公共充电场景运营效率？我想是一个永恒的话题。接下来，我想分享一下我们在高效充电方面做的探索和实践。

大家对于用户，尤其是公共个人用户充电的关注点，应该有非常强烈的共识，大家非常关心续航以及如何充电才能更方便。技术的升级以每3年一个节奏在快速发展，一方面充电功率越来越大，另一方面续航里程越来越长。

大家知道，想追求更快的充电可以通过两个维度：一个维度是电压，大家形成业界的共识，乘用车将会从目前400V 平台升到800V的平台；一个维度是电流，从250A到500A、600A。很多新发布的车型都会以大功率充电为卖点，但是市场上存量的这些车，整体来说需求功率是不同的，这些车都会到公共充电场景，来获得充电需求的满足。

在大家非常熟悉的公共充电场景，一般乘用车的曲线，我们给它划了几个区间，在SOC状态较低的情况下，相对需求电流较大，接下来进入滑梯区间，接下来会有另外一个区间，需求电量减小，再减小，直到90%SOC以后。这是在公共充电场景之下，尤其是乘用车以及小型物流车的充电特征，多种车型的叠加，就会给运营带来难度。

我选择了合肥、杭州和成都三个城市的例子让大家直观地看一下。在公共充电场景下，我们把公交等这类专用场站排除,大家可以看到，有一个非常明显的特征：在某些时段，订单量，是相对集中的，剩下的时段相对分散，这是大家非常容易理解的情况。

接下来我们再来看一下，在目前这些城市之间，它的最大电压、最大电流相应地映射出来，这些城市里车辆的最大需求功率分布是什么？在杭州，主流车型的功率需求分布大概在30-60kW，还有更小的功率的需求，合肥跟它的情况比较类似。

成都的分布稍有不同，在60kW以上的需求分布占到了22%以上，90kW上占了7%。从时间轴来看，随着车辆的升级，需求最大的功率一定是往右，往右的迁移一定伴随着还有很多已经现存的需求功率在30-60kW的车辆。

有了这些典型的特征就可以总结出一些规律，也可能会暴露出一些矛盾，我们将它总结为离散：车型的需求功率是离散的，电压平台也是离散的，SOC跳变的过程也是离散的。

我们如何在车辆状态还在不断变化的背景下，用一个确定的场站来满足如此离散、如此复杂的客户需求？可能需要一些关键技术的应用来实现突破。

首先，我们认为用功率池技术来解决大型离散的需求，将会是重大的技术和应用突破。这种突破是以保证重点客户有优质的用户充电体验为基础的，我们也会定义一个指标，我们不断考虑充电应该要让用户体验到快，但这个快可以把它总结为“喝水理论”，是车要多少，我的充电设施就能给到多少，而不应倒过来，像加油一样，看充电桩功率有多大。这样就本末倒置了。

其次，我们认为车端需求功率是在往大的需求方向发展的，功率模块也一定要向大功率、高效率、低噪音方向发展。

第三，在这个过程中，越来越离散的场景需求以及功率池技术的应用，安全和智能运维将会发挥更大的作用。

接下来我为大家分享一下，我们在确保用户充电感知得到保证，又能提高整体场站利用效率的实践。

对于功率模块的发展不再多说了，刚才刘主任在介绍里说了，包括液冷技术的应用。另外对于非液冷的充电枪，超声波焊接的应用对于改善越来越大功率的充电，在工程实践上有非常好的经验。

我们定义了一个指标，我们要在离散的情况之下，还要保证我们用户的这个感知，我们把它叫做不饱和订单比例。这是怎样定义的呢？如果一个用户的需求在充电订单过程中间，我们认为有5分钟，他的需求电流被满足程度没有被达到90%，我们认为这个订单就是不饱和订单，也就是我们作为用户或者车的需求电流，被满足程度没有达到90%，比如说我要100A，你给到电流不足90A，而且持续超过5分钟。用户体验是不好的，这个叫做不饱和订单，这个占整体订单的比例把它叫做不饱和订单的比例。

我们用这个指标应该能客观的反应出统计意义上的，在公共充电的场景之下，我们的用户有没有被很好的照顾他的充电体验，同时这个指标也是可以用来衡量，我们建设充电场站，我们的充电设施有没有被充分的利用。

基于这个针对小场站、中场站、大场站，对于中小场站来说，把功率局限在120kW以内，这是小型场站。对于大型场站应该把更多的功率集中在功率池中间，我们叫做分体式设备或者叫功率池设备，它可以被不同的充电枪调用，在这个池子中间，这是功率池技术。在一体式设备和分体式设备都可以应用。

比如以一个120千瓦的设备为例，假设用30kW的模块，一共是四个模块，既可以所有的都给一把枪120kW，也可以是两边，每边给60kW，还可以给到左边给30kW，右边给90kW，或者说右边给30kW，左边给90kW。什么时候给？我们把功率当成一个池子做动态的分配。

在一个场站中，有三个资源是最宝贵的：第一个是变压器的电容资源；第二个是车位资源；第三个是功率资源。功率越能够动态的调配，越能发挥它最大的作用。如果把功率池做的更大，我们叫做分体式设备，这里面提出叫双层的动态功率池，把所有的模块集中在一个池子中间，未来均衡效率和经济性，我们把它分成两层池子，我们实践中间可以在同样的尺寸和规格下实现替换。另外一个我们把整个的池子作为一个大池子，我们通过分配矩阵。比方快1、快2、快3、快4这四把枪，分别接入左右两个池子上面，分配矩阵，快1、快2可以动态调配左边180千瓦的任意功率。右边快3、快4可以调配右边180kW里的任意功率。我还需要更大的功率动态来分配，怎么办？

可以接在最外面的池子，我们叫超1，超2，超3，超4。这个池子可以动态调配360kW的功率。这就是双层功率池，可以动态调配快和超的结合。实际上单枪可以输出360kW或者480kW，前提是要用到我们的液冷技术，甚至要用到超级充电的接口技术，这就是公共充电的双层动态功率池技术的核心原理。

第二个我们也呼吁模块厂家，我们已经实践了，用同样的规格和尺寸，因为功率密度提高了以后，可以做到同样的尺寸，把原来的模块拔出来，把新的模块插进去，实现升级。现在就可以做到，原来360kW的模块，用了30kW的模块。现在把30kW的模块拔出来，插进40kW的模块进去，剩下其他模块都不要动的情况下，可以把功率池升级到480kW，也可以把其中一把超级枪升级成超级接口，可以两层平滑升级。

我们还有360kW的功率池技术的不饱和订单比例，跟它比较接近，但是这里面有不一样的地方，同样覆盖8个车位，用120kW，要用四台120kW的设备，但是现在360kW是拖了8把枪，覆盖8个车位，不饱和订单比例同样可以达到4台120kW，也就是用480kW的一体式设备带来的同样表现，不饱和订单比例是一样的。

这种一样带来的只有5%的用户会有不饱和订单，但是我的投资比例大幅度降低了，而且我有更好的好处，如果车的需求超过120kW，对于360kW的功率池，DPA技术来说，一样可以支持。有的时候订单非常集中，场站非常拥堵，但是很多个人车辆是在非拥堵时段去的，大概率超过120kW的时候，依然能够获得极佳的用户充电体验，我们统计了一周时段的不同设备充电量的对比，前面还投了180kW的多段机，它的不饱和订单比例非常低，但是我们觉得经济性不高，因为一天中间，几乎这台设备没有哪一个车它不能满足，说明我们的投资有点过于超前了，我们的设备、资源没有被很好的利用。同样覆盖8个车位，如果是用180kW的设备，我的功率太多了。

合肥的情况是类似的，成都的情况也是类似的，而且有非常大幅度的改善，尤其是对于车辆的需求功率相对来说比较大，在成都的60kW以上的功率的需求相对来说是比较高的。通过DPA双层功率池技术，在公共充电场景的应用，能很好地应对长时间之内遇到的离散的风险，以及投资的风险，让公共充电持续在高效的状态之下来运行，谢谢大家！（信息来源：星星充电）

2022.08.07