電動(dòng)車的直流快充（DCFC）對(duì)電池而言，需要了解到底多有快，也就是說(shuō)要多少安培（A）或者多少倍率（C）？

美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（Society of Automotive Engineers，SAE）把DCFC進(jìn)一步分成DC Level 1和DC Level 2（下圖），每個(gè)DC Level對(duì)應(yīng)不同的充電峰值功率Pmax和最大的電流Imax。此外，新的DC Level 3定義的充電峰值功率高達(dá)240kW（400A）。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）也有類似的分類。CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)最早由TEPCO、Nissan、Mitsubishi、Fuji重工和豐田在2010年提出（CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)在IEC62196里面屬于Type4），第一個(gè)CHAdeMO協(xié)議是在TEPCO的專利中提出，允許高達(dá)500V的電壓和125A電流。在2016年，CHAdeMO定義了新的協(xié)議，允許100kW的連續(xù)功率以及150-250kW的風(fēng)中功率（350A/500V），目前還在研究峰值功率350-400kW（350-400A）、電壓等級(jí)為1000V的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃在2020年推出（高電壓平臺(tái)的應(yīng)用也會(huì)對(duì)整個(gè)高壓系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)提出新的要求）。

2月14日，中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟（EVCIPA）官微發(fā)布了一份關(guān)于快速充電的專項(xiàng)調(diào)研報(bào)告，下圖是從中選取的數(shù)據(jù)。日本對(duì)快速充相對(duì)謹(jǐn)慎，對(duì)充電功率大幅提高可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)更為關(guān)注，未來(lái)三年內(nèi)計(jì)劃將快充功率控制在150kW~200kW，到2025年才考慮規(guī)劃到350kW。歐美由大型整車制造企業(yè)主導(dǎo)，在2020年將快速充電功率定義在350kW~400 kW，充電最大電流達(dá)到500A。

下圖是報(bào)告中國(guó)內(nèi)量產(chǎn)乘用車的充電電流數(shù)據(jù)，目前最大電流在200-240A，電壓多數(shù)在300-400V左右，少數(shù)到了500V和700V左右，功率大概在50-100kW左右。

下圖是美國(guó)能源部關(guān)于不同電壓平臺(tái)在不同充電功率下對(duì)應(yīng)的充電電流關(guān)系圖。400V應(yīng)該是目前市場(chǎng)上大多數(shù)電動(dòng)車的電壓等級(jí)，>100kW后，充電電流的增加非常快，對(duì)電池和充電設(shè)施的挑戰(zhàn)很大（到350kW時(shí)，>800A的電流簡(jiǎn)直就是個(gè)災(zāi)難）。隨著電壓平臺(tái)上升，電流增加相對(duì)較慢，因此，高電壓平臺(tái)的需求對(duì)于電池充電電流的是比較有利的一個(gè)發(fā)展方向（這跟手機(jī)快充的原理是類似的）。

對(duì)應(yīng)電池能量的趨勢(shì)，從5-8年前的20多kWh，在如今30-60多kWh，在到今后3-4年內(nèi)增加到70-100kWh甚至更高，直流快充的需求會(huì)越來(lái)越大，>=350kW的快充需求變得十分緊迫（下圖）。假設(shè)>60Ah電池，對(duì)于500A的充電電流，對(duì)于nPmS設(shè)計(jì)，如果n=3-4， 則需要2-3C左右的充電能力。這種程度的快充使用頻率對(duì)于電池的熱管理和壽命還是值得商榷的。

快充不僅僅是電池的問(wèn)題，也是關(guān)系到充電設(shè)施的問(wèn)題。這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下高功率快速充電（HPC，high power charging）的冷卻問(wèn)題。對(duì)于普通的充電槍，沒(méi)有冷卻系統(tǒng)，大電流高功率的充電很快會(huì)讓溫升超過(guò)上限?Tmax，產(chǎn)生安全問(wèn)題（下圖左）。加入冷卻系統(tǒng)后，即使500A的電流，充電槍的溫升也可以控制在?Tmax之下，提高了充電安全性，這需要對(duì)充電槍重新設(shè)計(jì)（下圖右是PHOENIX帶冷卻的充電槍示例）。

參考文獻(xiàn)

中國(guó)充電聯(lián)盟快速充電系統(tǒng)聯(lián)合行動(dòng)專項(xiàng)調(diào)研報(bào)告。中國(guó)充電聯(lián)盟

Fast charging just got faster Developments in High Power Charging。ABB, Sep 2017

Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment。DOE，Oct 2017

High Power Charging CCS-based fast charging with up to 500 A。PHOENIX CONTACT

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >