12月21日—22日，由充换电百人会、中国充电桩网主办，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2023第四届中国国际换电模式产业大会（简称：金砖换电论坛）在上海大华虹桥假日酒店盛大举办。大会以“构建换电产业发展新机遇”为主题，政策赋能，新能源换电产业逆势崛起，深入探讨推动换电协同发展，共话换电挑战与机遇，共议产业创新的新趋势。
深圳市优优绿能股份有限公司 产品方案中心总经理 蔡波 发表了《新一代换电站充电模块技术发展方向探索》的主题演讲，他表示：
尤其是充电模块这块。前面很多专家讲了一些系统、电池各个方面的产业情况，想借此机会跟大家就整个换电部分核心器件，即充电模块技术方向探索。
换电系统来说，充电模块作为其中非常重要的部件，它的故障率现在来看是在整个系统里面偏高的，未来怎么样从技术层面和结构层面上提升产品，使其为将来更广阔的应用，怎么解决这个问题。 目前换电行业，可以看到各个省份的换电量，这里面主要集中在华南以及华东地区，还有华北地区，像西南以及西北的量还是比较少的。 可以看到换电未来的用量是比较大的，建站的数量也比较多，去年年底新增1200座换电站，今年的增量还是低增的趋势（数据还没出来）。相对充电桩来说，前几年国内从2011年到现在维持在50%左右的增速，换电这块的增长率也是非常高的，达到30%、40%以上。换电站的建设还会进入加速时期。 换电的历程受制于国家政策层面影响比较大，国家的政策、制度安排非常多，每年都会出台一些政策，整个产业在发展的时候围绕国家政策逐步实施、推进。 这里面看一下模块对应产业发展要求也是在不断演进的，早期从2008年左右到2011年，那个时候包括充电和换电的充电模块等级比较低，当时沿用的是通信电源的模块技术引进过来，那时候只能做到6kW；2012-2018年期间，从6kW-7.5kW-15kW-20kW，其实这个趋势现在还在发展，截至今年为止，大的模块已经做到40kW了，未来的需求包括像蔚来公司也提出更大的需求，单路输出达到60kW，这也是一个发展的趋势。 新能源车的渗透率全球拥有接近2000万辆，这个数量增长是非常快速的。这里面换电站在家用比较少，在商用乘用车，包括特殊车辆，如物流车辆对换电的需求是非常迫切的，并且占比相当高。 可以看到几个主要的换电场景应用，一个是商用车的换电场景，这种场景用的频次比较高；非商用车对补能的要求比较高；还有私人换电站，他对于服务、对于续航的重视更高一些。不同的方式其实解决不同的问题。 换电站截止到现在，大家更关心的是怎么能在更短时间内达到像加油那样快速便捷的方式，可以看到电池组数量不断在增加，这个量越来越大；换电时间的要求越来越短，最早换电是10多分钟才能换，现在可以做到1分钟左右的时间，效率非常高，甚至有些时候比加油的时间还要更短。 可以看到有几点要求：（1）电池组的容量增加，容量增大，效率要求更高；（2）对安全性、可靠性提出了更高的要求。很多换电站的故障率还是不低的，在有些特定的场所或者工况环境下，模块还是容易损坏的，目前阶段来看，整个换电体系里面所用的模块是IP20直通风模块，今年开始少部分地区开始采用高防火等级的模块。 这里面还要关注一点，换电站作为将来在充换补能体系，它对于储能的要求，对于电网提供能量反馈的要求，需求也越来越明显。建一个换电站，它对电力容量是有要求的，这个时候往往很多地区不能满足这种要求，一些新的技术比如储能技术都会用到里面来。 针对这些问题，扩容、重复建设、常规故障率比较高、充电策略，怎么样的电池组量比化。除了对换电系统做一些升级迭代，对于电池、对于充电模块也提出了更高的要求。比如单容量模块的容量提升，模块化的可靠性提升、效率的提升，哪怕提升一个点，净里就会增加一个点。还有持续安全的可靠运行，这种要求越来越高。 换电站在极端的场站会出现核心模块用了三四个月全部坏掉，这种场站在东北已经出现过了，包括一些沿海的港口也出现过类似的情况，这要求我们提供高可靠的产品，去满足整个系统的要求。对超宽的输出功率范围的提升，现在高电压等级车型越来越多，850v以上的都有，以往都是300多V，对模块也有更高的要求。 我们知道模块主要解决效率，还有热的稳定性和可靠性的问题，这里面我们提到三种技术路线，一是常见的IP20直通风的，再一个是独立风道的（模式），还有液冷模式。 模块本身无论是用在充电行业包括换电行业，它的发展趋势还是遵循一定的规律，充电模块、换电模块的功率等级、颗粒度越来越大，它会降低单瓦的成本，系统建设的时候可以把系统做得更加简单。另一方面，可以看到现在大部分模块采用灌胶技术，尤其是在换电行业，很多用的全灌胶的技术。即使这种技术，在一些特定环境也不能满足高可靠性的需求，这里面又提出了独立风道的技术、液冷模块的技术。 可以看到电压等级也是不断提升的，在这区间还有一些新的技术产生，比如对储能的要求，用ACDC储能模块，包括DC/DC双向模块，后面会介绍到。 目前在换电行业主要运用的模块是两种模块，30kW、40k，未来不排除ACDC双向互动模块，可以做电网互动，可以削峰填谷，保证电网的可靠性，保证系统的可靠性。 前面提到效率问题、可靠性，从提升效率方面，我们会采用一个新的技术，即碳化硅技术应用到系统里面。成本上还是有些压力，未来3-4年左右，可能这个技术会完全进入到行业里面去，我们提供的模块都会用高效的模块，效率可以做到97%，甚至更高。模块颗粒度，现有的20会慢慢淘汰，会被40以及60模块所替代。架构会做得更加简单，整个系统的体系也会做得更小，成本也会降低不少。 高防护要着重提一下，我们这款模块在三四年前就已经推出了，在充电行业有成熟的应用，但是在换电行业是今年开始。在沿海地区、矿上或者粉尘比较大的地方，这种普通模块不能满足现有要求，我们提出了更高的要求，即独立风道模块，IP65主要是防护等级。整个模块的散热是模块内部的器件和外部的空气不发生对流交换，它是通过散热磁片把模块内部的热量带走，有效使模块的设计寿命比如10年，我真正达到10年，我可以做5年以上的质保没问题，普通模块只能做到3年左右。 这块要介绍储充换电一体化，这个是电网互动。用到的AC/DC双向模块，在闲暇或者没有车做换电的时候，有多余能量的时候，电网需要做调度的时候，可以反向向电网输电，达到微电网的功能。这个技术在现有的换电企业逐步会把这种技术引用到。 接下来是新的充换电一体方案，这个方案比较复杂一些。母线的架构，这里面既用到DCDC、ACDC，像这种大型的结构其实解决的是未来综合场站的技术应用升级。我们希望跟换电厂家不断深入合作，把核心的模块、核心的技术实际应用到场站建设当中去。 这个也是储充换一体的，我们还会做DC/DC双向，对电池的梯次利用也可以实现。包括光伏引入到这个系统里面，同时对电网也可以做回馈，包括V2G和V2H，都可以在这个系统里面实现。 在往前更进一步发展，还会推出更新的系统模块，目前液冷的方式在换电系统里面没有应用，未来不排除液冷系统（应用），目前超充站在做液冷方案，包括IP65方案，但是用在场站建设还没有，我们模块的产品已经做好了准备，将来大家做系统升级的时候也是一个选择方向。 前面我把模块大致介绍了一下，最后介绍一下我们公司。优优绿能是专注于做模块的企业，目前有400多员工，在全球也是处于Top级的模块供应商，我们专注只做模块，和别的厂家有所不同。 这是产品迭代发展历程，也是公司发展历程。我们公司最早推出15kW、20kW、30kW、40kW，很多厂家的模块包括外观尺寸和优优是一致的。模块的系列化非常全，我们未来做换电站去选择的时候，不光做普通的换电站、做储能换电站，我们都可以提供相应的模块解决方案，比如ACDC双向模块、DCDC双向模块、DCDC单向模块，我们都可以提供，我们是对模块非常专注的企业。 在模块的选择上，其实很多人有误区，以为谁做出个模块很好，就可以拿去用，其实不是。核心模块对验证时间要求比较长，一款产品开发出来要3年以上的时间，才能保证你这个产品和你承诺的质保期保持一致，这里面会涉及很多认证，包括国网认证、海外CE、cTUVus、UL的认证，可靠的模块是通过应用才能得到客户的认可。
