电动车充电，未来或许“不再难”

当前，国内电动汽车已进入千万辆级规模，与之息息相关的充电设施发展备受关注。
充电技术能否迎来大突破？充电服务如何升级？怎样实现车网互动？充电设施等新基建产业发展该注意什么?……8月4日—5日，第二届中国电动汽车充电设施技术创新大会在常州召开，两场主论坛、四场分论坛上30多位行业头部专家、企业研发负责人、工程师的“思维交锋”，让充电行业一系列棘手难题的解决思路逐渐明晰。
产业进入“S曲线”上升期，多重技术壁垒待突破
眼下，新能源汽车进入蓬勃发展期，上升的势头非常猛。中汽协的数据显示，上半年，国内电动汽车的市场占有率已超20%，达到国家新能源汽车规划的目标，这也就面临着对充电基础设施的便利性以及技术先进性的迫切需求。
“国内充电设施的发展也到了‘S曲线’的上升期。”中国电力企业联合会副秘书长兼中电联标准化管理中心主任刘永东解释，“S曲线”指的是在一个产业的爆发初期爬坡比较慢，但到一定规模以上就会进入“S形”上升的曲线，也就是进入了快速增长期。随着国内电动汽车规模的不断扩展、产业生态的不断变化，技术成为产业爆发的最关键因素。
两大技术趋势值得关注。业界普遍认为，大功率充电能充分解决充电体验差问题。然而，大功率充电不仅仅是一个接口的问题，它是一个系统工程，包括车、枪、桩等，同时大功率充电必然带来安全隐患，所以开展液冷和加强温度管控尤为重要。目前，业界正在探索把握充电连接器中的温度带来的变化，从而保证充电过程中温度上升而产品系统不被破坏的解决方案。
无线充电也是绕不开的话题。受条件限制，无线充电还没有广泛应用，国内仅有少数量产车型推出无线充电作为高配来选用。无线充电的好处是对电网存在天然的连接，对今后电动汽车与电网的互动提供了较好的连接条件。但无线充电的技术涉及面较广，是基建、电池、通信整体的结合，涉及基建安全、热管理、电池安全等，技术难度比较大。
“国内充电设备分布广，但存在设备老化、充电条件恶劣等问题。保证设备可靠运维变得越来越重要。产业需向智能运维、可靠运维的方向发展，来解决设备控制的问题。”刘永东说。
业内企业正在进行技术“破题”。“目前，部分存量设备不支持800V的平台，即使是支持800V的平台，120kW的双枪主流配置不能满足未来大功率的需求；大功率快充普及之后对于电力资源的需求也会变得更加紧张。”特来电首席专家穆晓鹏表示，这些也成为公司着力追求攻关解决的技术方向。
万帮数字能源股份有限公司高级副总裁李宏庆提出了通过“功率池技术”破题的方案。
在充电场站内，充电桩的功率可以有多种分配形态，传统的一体式充电桩把固定最大功率建设在一个桩上，一般提供2个充电枪，覆盖2个车位，充电功率最多只能在这两把枪之间进行分配或动态调整。而功率池技术是把更多的充电功率集中到一起，在多把枪之间进行动态分配，一般6把或8把，多至12把。这样可以提高用户的充电体验，同时，还可以提高整个场站的充电功率利用率。
这一技术也有利于“平滑升级”。随着车辆需求功率的提高，对前期投建的充电设施进行功率提升，就是所谓的充电设备升级，而平滑升级指的是最大限度保留以前的设备，在不额外增加设备的前提下，通过替换原有的功率模块，就能实现充电功率池的提升。
从无序充电到有序充电，探索“绿电交易”等更多应用
尽管电动汽车规模快速提升，但从消费者的便利性角度看，充电基础设施还不能完全满足用户需求。在充电领域里，应用运营方面的老大难问题一直存在，包括充电桩的故障、找桩难、耗时长、充电贵、充电利用率偏低等。
如何提升充电服务，拓展更多应用场景呢？
“我们希望通过充电基础设施安全管理和智能控制，使电动汽车安全水平、运营服务等方面上一个新台阶。”南方电网电动汽车服务有限公司技术运营负责人彭科介绍，为提质增效，公司推出智能运维平台，对充电桩、摄像头、地锁等新业务场景和设备进行“数字孪生”，对24类终端设备和1000多种监控指标实施监控，做到可控、可管、可视。整个运维可通过手机终端和工作站、LED大屏进行语音控制。在实体站内，通过数字化手段，对运营的充电量、充电营收利用率、充电成功率和故障桩进行监控，每天晚上都有指标回述。
能源交互成为新的应用前景。“目前，电动汽车正从‘无序充电’转入‘有序充电’阶段，预计未来5年之内会在电动汽车保有率比较高的城市，大规模地开展起来。”中国科学院院士欧阳明高指出，未来充电设施将进入V2G（车辆到电网）阶段，从一家一户和园区做起，实现车与车、车与家、车与园区、车与微电网的互动，利用大量的电动汽车形成一个“虚拟电厂”，前景十分广阔。
国网电动汽车服务有限公司高级工程师杨烨认可这样的判断。“V2G技术，可以不断调节用户的充电需求，并进行进一步放电。这个概念就是车载动力电池，我们在用户允许的范围之内，满足用户的基本出行要求，通过V2G技术，把能量供给电网，辅助电网运行。”杨烨说，目前市面上，使用V2G技术的充电桩已有几款比较成熟的产品，如果成本能进一步下降，功率等级就可跟市面上普通直流桩的功率等级一样了。
总部位于常州的桩企龙头星星充电正在探索“三网融合”与“绿电交易”新模式。“星星充电在能源方面有两大愿景，一是爷爷辈置放的能源资产，孙子辈还能免费用。二是未来社区变成能源互助分享的大同世界。”公司创始人邵丹薇表示，这就需要三网融合战略：利用工业互联网技术，一端能源互联，一端产业互联，最终构建集“充电网、能源网、用户网”于一体的三网融合平台，实现建设移动能源网的愿景。
随着江苏率先推出分布式绿电现货交易相关政策，星星充电目前正着力构建分布式绿电现货交易平台，实现余电在满足居民“自建自用”的同时自行销售，促进能源资产循环利用。
建立车网互动体系，让新基建有“标”可循
事实上，未来充电设施解决的不仅仅是充电问题。
新基建区别于旧基建之处在于，并非在政策刺激和投资到位情况下就能快速上马，而是一个技术研发和进步的积累过程，同时，新基建只有放到具体产业发展中，才能放大技术的“乘数效应”，随着5G、锂电池等科技实现突破，大规模修建5G基站、新能源汽车充电桩正逢其时。
今年4月，中央财经委员会第十一次会议上提出，要加强交通、能源、水利等网络型基础设施的建设，加快新型基础设施建设，构建现代化的基础设施体系，把联网、补网、强链作为建设的重点，着力提升网络效益。
新基建的建设必须有“标”可循。8月4日，《电动汽车充换电设施施工验收工作手册》《新型交通能源基础设施研究报告》两份白皮书在常州发布。
“运营商包括很多的企业都反馈，目前充电设施施工验收这一块的标准，分散在不同的行业标准中，技术要求非常分散，对于各个需要落地的产业来说，执行起来不是那么便利，因此有了我们此次发布的验收手册。”中国电力企业联合会标准化管理中心处长周丽波解读，手册将充换电设施的施工验收业务按照施工前期、工程施工、验收规范进行了总结，对充电设施的建设手续、施工要求、验收标准进行了系统归纳。
记者翻看《新型交通能源基础设施研究报告》发现，报告对七大能源基础设施进行了梳理，包括城乡智能的慢充网、超级快充、光储充一体化设施、新一代的换电站、油气氢电的综合能源站、电池智能仓配中心和移动能源的服务设施，并明确了能源基础设施通过与城市设施、交通运输、能源系统的深度融合，实现交通流、能源流和信息流的双向互动，为不同新能源汽车的补能提供体系化的解决方案。
展望产业前景，在国网电动汽车服务有限公司充电运营首席专家李厚志看来，为推动协同、融合发展，整个行业应共同加强建站规划的布局，并与电网规划做到良好匹配。不断建立车网互动体系，形成统一的技术标准，加快政策的推进和探索可持续发展的商业模式。
国网电科院实验验证中心副主任倪峰则提醒，一套安全严谨可执行的标准推出后，需要有一个迭代的推广方案，产业的变化太快，一个标准从发布以后，3到5年就会有很多功能跟不上变化。因此，标准在颁布过程中，还要成立技术委员会，对新的需求进行评定，来反映到标准中去，也就是说标准也要有“裁判员”。只有标准体系更完善地执行起来，才能更好地为产业服务。