本届大会以“聚焦高质量·引领新发展”为主题,集“展览展示+主论坛+11场分论坛+新品发布+品牌评选”为一体。大会共邀请到200+演讲嘉宾,汇聚了2000+来自政府部门、专家学者和充换电产业上下游企业高层,一同见证充换电产业的无限机遇,共话充换电产业未来的发展之路。
5月23日,河北通合新能源科技有限公司产品经理 高路平作《从量变到质变,迎接新能源行业新拐点》的演讲。
演讲整理
河北通合新能源科技有限公司
高路平 产品经理
大家好,我是通合的产品经理高路平,今天给大家带来的分享是从量变到质变,迎接新能源行业新拐点。
第一,新能源行业发展情况。
从2005年到2015年,新能源汽车渗透率1%,又过了四年到2020年渗透率到了6%,又过了三年到2023年底渗透率超过了35%,
就在2024年4月上旬,,中国汽车产业迎来了一个拐点,新能源汽车的占比超过了燃油车。另一方面是充电桩,主要想展示的是2024年1~4月份新增公共直流桩的平均功率从2023年和2022年60多千瓦提升到155个千瓦,主要原因是直流桩向快充转变,以深圳、广州、成渝、武汉这些城市超充站的建设成果尤为显著。
说到超充,首先是电池,然后是桩,只要这两个条件具备了,超充就没有阻力。电池从之前1C、2C到现在5C、6C的升级,价格反而在持续的下降,再加上C h a o Ji 的标准和2015+标准都在去年9月份发布了,所以800~900千瓦的功率现在技术也是没有问题。整个超充的建设历程大概从2022年开始,像广州、海南、深圳、重庆等等都纷纷提出建设超充的计划,另外国务院办公厅在2023年6月份提出了关于构建高质量充电基础设施的指导意见。高质量充电设施应该符合哪些特点?后面会讨论。
车网互动的情况,提到车网互动大家最先想到的是V2G,V2G在国内有很多试点。车网互动不单单是V2G,像虚拟电厂、储充等都属于这个范畴。比如深圳,超充桩增长比较快,给电网造成了很大的压力,目前超充站接入了虚拟电厂的管理,而且深圳提出到2024年底要推出电力充储一张网。
我们提出了高质量充电设施的发展趋势,共7点,其中5点是用深圳超充地方标准来概括,分别是体验方面要充得快、噪声低,能效方面要高效率、低功耗,可靠方面要有比较高的防护等级,要防盐雾等等恶劣环境,还有可维护OTA远程升级,第五信息安全,第六是车网互动,第七是核心器件标准化的趋势。
第二部分,充电模块发展情况。
整个模块行业的发展大概是14、15年开始,当时大家有做7.5千瓦,有做10千瓦和15千瓦的,基本上都是由HVDC电源改型过来,通合做模块其实更早一些,2007年通合最早推出的是10千瓦的模块,用了三个3.3千瓦的电路并联出一个10千瓦,最开始一百伏,后来做了500伏、750伏。2016年整个行业大家开始做恒功率的产品,2017年功率密度越做越高,2020年大家纷纷做一千伏的产品,有的功率密度比较高的可以做到60W每立方英寸,2021年模块冷却方式越来越多样化,V2G、DC/DC相关产品开始发展。
结合高质量充电设施的特点,我总结了四点高质量充电模块应该具备的特点:优、快、好、省,和京东的多快好省很像,多快好省这个口号其实历史比较久,不多讨论。我把多改成了优,因为咱们的主题是从量变到质变,第一点就是可靠,数量多不一定好,但是可靠性高,才是真的好。
其次是快,要有一个宽的输出范围以及宽的恒功率范围,而且是实实在在的恒功率,不打折。第三是好,低噪声这是整个行业里面最大的痛点,其次是高功率密度、智能化。第四是省,作为运营商来说省下来的每分钱都是可以多挣的钱。低功耗,主要指待机的功耗,有功和无功,大部分充电桩厂家的办法是加一个交流输入接入器。这个交流输入接入器能否省掉?我们觉得也是有方案的,后面会介绍通合的解决方案。还有少维护和免维护,因为时间和人力成本也是成本的一部分,肯定是越低越好。
未来的趋势,一方面是高可靠,作为充电桩的核心器件,充电模块更要考虑环境耐受性,如潮湿、盐雾、粉尘等等,所以高防护的产品一定是未来的趋势,液冷产品现在发展得特别迅速就在这里。综合模块全生命周期的运营成本,液冷的方案或者灌胶的方案综合性价比肯定要超过传统模块的。
第二方面是可靠的输出能力,虽然充电电压发展到800V也有很长时间了,但是400V平台车的保有量还是非常可观的,宽输出范围和宽恒功率范围仍然是未来的发展趋势。由于需求功率的变大,现在很多车可以实现五分钟或者十分钟就可以补电70%~80%,对于车主来说每一分钟都非常重要,模块不应该轻易地降额,特别是受到一些环境温度等等因素影响的时候,恒功率曲线不能轻易打折。
第三方面是高功率密度。过去这些年功率密度一直在提升,从最早的20到现在超过60~70W/立方英寸。首先是成本优势,另外更加有利于充电桩进行高端化的设计,第三容易维护,第四是技术,不管是液冷还是风冷,AC/DC的原理没有太大变化,高功率密度成熟的技术更加有利于其他散热方式的技术发展。
第四方面是智能化。因为充电桩越来越智能,模块需要做好技术储备支撑充电桩的智能发展,比如OTA远程升级、故障预警、故障录波、超低待机功耗、低噪声、输入频率自适应等。
第三,河北通合新能源科技有限公司介绍。
河北通合新能源科技有限公司是上市公司通合科技的全资子公司,主营业务是充电模块及充换电解决方案。通合科技以石家庄、西安双总部在发展,西安总部在今年1月份刚刚投产,今天在场的很多朋友当时都参加了我们的开业典礼。通合的业务有三大板块,分别是新能源汽车、智能电网、特种电源三部分。通合新能源业务发展最早是2007年,因为北京奥运的契机我们开始进入到这个市场,陆陆续续地做了几代产品,到2016年我们确定要以充电模块作为公司的核心产品,同时我们成立了河北通合新能源科技有限公司。也是这一年我们推出了20千瓦的恒功率充电模块。到2019年我们推出了20千瓦的三统一产品,国网提出标准化设计,我们也是第一批通过了国网的互换性测试,2020年我们把这个产品升级到了一千伏,2021年这个产品在网内占有率超过了70%,并且在这一年我们开始推出我们的双面灌胶工艺。2022年我们推出高性价比40千瓦充电模块,网外占有率也在快速提升。2023年我们又推出了“三统一”的30千瓦,还有首款太行系列以及取得TUV CE/UL认证的30、40千瓦产品,全年模块销售额突破7亿。通合从07~23年做了九代产品,每代有1~3款不等,这展示了通合技术的积累和成长,目前全球范围内大功率电源几乎都在用LLC拓扑,通合就是做LLC拓扑实现商用化的先驱者,早在04年我们就取得了国家发明专利,近20年来通合不断地对LLC拓扑特性进行深入研究,我们有基于一整套数学模型的设计、关键器件的参数和规范。
通合有CNAS和国防DiLAC认证,从而保证产品的可靠性。石家庄+西安双总部的生产面积4万平方米,年产能一百万标准台以上,另外我们在石家庄有一个新基地建设的计划,当新基地建成之后,产能将再提升1倍以上。目前通合模块全部是自产,并且我们的自动化程度超过60%,在业内处于较高的水平,欢迎各位朋友到我们总部参观交流!
我们基于做电源多年的经验,包括做新能源之后发现的问题,我们判断充电模块现在更适宜选择灌胶的方案,传统点胶方案存在一些问题,比如三防漆流动性比较差,喷在那里基本上不会流动了,很多器件尖角部分处理不到,另外三防寿命有限,长时期老化后盐雾会扩散进内部。另外点胶无法覆盖全部贴片件,有些件会被散热器等比较高的器件遮挡,导致防护不到位。通合的双面灌胶的技术是把PCB的双面,包括DSP这个板的两面做了灌胶,厚度达到2.5毫米,可以完全隔绝空气,并且把器件所有的引脚全部覆盖住。我们做的双面灌胶是全自动的工艺,通过引入全自动生产线,相比较于半自动或者手动生产,一方面能提升生产效率,另一方面能提升产品的一致性,因为手工或者半自动它在搬运过程中板子会产生形变,破坏PCB,也不能精准控制厚度,如果厚度不均匀会影响整体的散热效果。
通合通过实验模拟恶劣的环境,如图所示,我们做了非常严苛的环境试验,我们考虑粉尘的直径、导电程度、酸碱度等等,再去做交变湿热,然后绝缘让它老化,还有两年以上现场验证的经验,灌胶的方案绝对能满足现在99%以上的现场使用场景。通合在2024年已经为已合作客户全部升级为灌胶方案,而且是免费的。通合现在所有出货的模块全部是灌胶的产品。
下面介绍几款通合的优势产品。通合产品分为两个系列,一个是极致性价比系列,一个是高价值系列。极致性价比系列并不等同于极致的低价,它是整个生命周期成本最极致的产品,这两个产品分别是两风机30千瓦和三风机的40千瓦充电模块,采用碳化硅的器件,尤其是两风机30千瓦的是国网的尺寸,并且它是300~1000V没有断点和凹陷的恒功率产品,高温可以做到55度,在55度情况下恒功率范围没有任何凹陷,欢迎大家体验这个产品。
另外我们去年发布了一个第九代产品,也是太行系列首款产品30C9,这是30千瓦的产品,最大特点是低噪声,它的常温满载噪声低至55db,恒功率范围到60度不降额,并且30C9不管是低噪声的特性还是高温不降额的特性,它的温升没有任何问题,绝对符合行业都认可的标准。30C9还有一个超低功耗的特点,它的待机有功低于6W,待机无功低于8Var,可以帮助大家节省掉交流输入接触器。
今年推出两款新产品是40千瓦的液冷和40千瓦的AC/DC,均采用碳化硅方案,效率达到97%以上。40千瓦的液冷可以实现0噪声,IP65防护等级。40千瓦的AC/DC,也是太行系列第二款产品,可以把噪声控制在60分贝以内,并且有低待机无功的特性。
针对储充类产品也是两个系列,在三统一尺寸下有20千瓦的双输入产品,还有20千瓦的V2G的产品,还有15千瓦的双向DC/DC产品。三风机尺寸是30千瓦单向DC/DC产品,双向的DC/DC在今年也会上市。
另外通合提供交/直流整机解决方案,交流有即插即充/运营版方案,直流是分体和一体解决方案,均能满足用户的使用需求。
通合的产品规划方面,我们认为液冷绝对是未来的趋势,但是当前风冷模块的生命周期远还没有到达终点,通合会继续推出风冷产品,包括60千瓦的AC/DC产品和40千瓦V2G的产品,液冷会基于40千瓦尺寸再做一个60千瓦的产品,都是可以直接迭代的。
长期的规划,我们也是分几个方面,首先是极致性价比,我们要持续地做符合全球市场的极致性价比的产品,综合全生命周期成本最低,其次是高价值系列,第三是小功率直流,第四是储充相关的,包括PCS,还有低压等等领域的产品。