分析電動(dòng)汽車(chē)快充技術(shù)的不同場(chǎng)景應用

　　前陣子，相關(guān)媒體舉辦了一期關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)快充的公開(kāi)課，題目是“充電五分鐘，行駛兩小時(shí)的時(shí)代即將到來(lái)？”，邀請了各方專(zhuān)家做了細致的點(diǎn)評，筆者梳理整個(gè)快速充電的全貌發(fā)現，由于電動(dòng)汽車(chē)的使用場(chǎng)景不同，從不同的角度出發(fā)，討論同一個(gè)話(huà)題，也很難達成一致。

　　在大家談的內容里面，可以分成以下三類(lèi)：

　　第一類(lèi)：公共運營(yíng)車(chē)輛（公交車(chē)）

　　公共運營(yíng)公司、公共車(chē)輛和直流充電設施。在這個(gè)領(lǐng)域里面，主導車(chē)輛特性的是公共運營(yíng)公司，它根據公交車(chē)固定的運行線(xiàn)路和覆蓋面，來(lái)決定它需要產(chǎn)品的續航里程和充電速度。

　　在這個(gè)領(lǐng)域里面，其實(shí)各個(gè)地方根據運營(yíng)線(xiàn)路的實(shí)際情況，對車(chē)輛的諸多特性和采購都有很直接的決定權。所以我們看到部件級的基本特性是相同的，但是車(chē)輛和設施呈現高度離散化的傾向，不像私人用戶(hù)是根據電量來(lái)快充，公交行業(yè)不存在固定客戶(hù)，有很強的不確定性。因此很難把這類(lèi)車(chē)輛歸類(lèi)成大規模批量采購的類(lèi)型，倒是很像定制化的生產(chǎn)，這也使得大巴市場(chǎng)的各種細分規格特別多。地方公交公司會(huì )根據線(xiàn)路的特性來(lái)覆蓋日常公交線(xiàn)路的需求，規定每個(gè)車(chē)的充電時(shí)間。至于充電時(shí)間的損失，會(huì )折算到公交公司需要購買(mǎi)的額外車(chē)輛所帶來(lái)的成本里，這也是電動(dòng)大巴需要快速充電的原因。

　　備注：按照嘉賓的說(shuō)法，電動(dòng)大巴目前的解決方案是用雙槍接近400~450安（大巴700伏，整個(gè)功率估算有300KW以上）去充電，所以電動(dòng)大巴電池的單體容量、母線(xiàn)線(xiàn)纜以及連接器等設計都需要一個(gè)很高的要求。

　　圖1 公共運營(yíng)的車(chē)輛

　　第二類(lèi)：專(zhuān)有運營(yíng)及重度運營(yíng)車(chē)輛（物流和出租車(chē)）

　　運營(yíng)企業(yè)（包含企業(yè)和運營(yíng)網(wǎng)約車(chē)的個(gè)人）、生產(chǎn)工具（車(chē)輛）和快速充電設施。出租車(chē)公司購買(mǎi)了電動(dòng)汽車(chē)，購買(mǎi)了充電設施，然后通過(guò)電動(dòng)出租車(chē)司機來(lái)實(shí)現運營(yíng)。決定充電速度的是在于司機對于車(chē)輛補充電所耗費的時(shí)間與運營(yíng)時(shí)間的比例。從嚴格意義上說(shuō)，此類(lèi)車(chē)輛由于司機的充電價(jià)格有補貼，司機完全是希望用最快的速度補電，然后去運營(yíng)，所有損失的運營(yíng)時(shí)間（充電），其實(shí)就是司機損失的潛在收入。

　　圖2 出租車(chē)的快充要求

　　由于以上兩類(lèi)是把電動(dòng)汽車(chē)作為生產(chǎn)資料，對充電的速度有嚴格的需求，所以上不封頂。為了追求速度，不管是車(chē)輛成本（有限度的增加）、日產(chǎn)維護要求（替換電池模塊組）還是集中站的功率需求，都不再是問(wèn)題。這里的主要瓶頸還是集中在電池單體有使用壽命的折中上（快充多對容量有損失，需要平衡速度與損失）。

　　同時(shí)這兩類(lèi)的充電設施可以說(shuō)是提前安排，專(zhuān)車(chē)專(zhuān)用的，在整個(gè)循環(huán)里面不用過(guò)多考慮可用性的問(wèn)題，是一一匹配的。所以從某種情況來(lái)說(shuō)，這是計劃好的使用場(chǎng)景。

　　第三類(lèi)：私家使用的電動(dòng)汽車(chē)

　　車(chē)主、電動(dòng)汽車(chē)和直流充電設施。這一類(lèi)是我們要重點(diǎn)介紹的，因為正是私家車(chē)輛的存在才能讓電動(dòng)汽車(chē)站穩腳跟并且有長(cháng)期持續的需求，才能支撐這一類(lèi)繼續發(fā)展。我們來(lái)看這類(lèi)車(chē)輛有哪些特點(diǎn)：

　　1.電池和續航里程的不同，會(huì )讓私家電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主形成兩種不同充電和使用的模式?；诮y計，大部分的車(chē)主每日的行駛里程在50公里以?xún)?，使用慢充的情況如下：

　　長(cháng)里程的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主可以選擇每周2～3次充電，對行駛里程有信心，能應對可能發(fā)生的突發(fā)狀況。

　　低里程的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主，由于汽車(chē)本身的里程有限，在里程后期很多車(chē)輛出現快速跳水之后，往往會(huì )選擇每日充電

　　圖3 不同里程的充電使用習慣

　　2.快充對私家車(chē)主來(lái)說(shuō)，一般是以應急充電為主

　　一方面是現有充電速度有限，使得車(chē)主不會(huì )離開(kāi)自己的有效控制范圍，另一方面是由于直流充電站的固有投資相對較高，核算的充電服務(wù)費較高，電費+充電服務(wù)費，百公里耗電一算，直觀(guān)的使用費用和油費可以相提并論了。

　　3.私人車(chē)輛使用周期長(cháng)。我們按照保修8年的情況來(lái)看，一輛純電動(dòng)私家電動(dòng)汽車(chē)，可能發(fā)生的充電情況變化：

　　一輛車(chē)的充電情況可能很復雜，可能一開(kāi)始車(chē)主附近沒(méi)有直流快充網(wǎng)絡(luò )，完全不用直流充電，也可能隨著(zhù)快充網(wǎng)絡(luò )的更新，車(chē)主形成自己的習慣而頻繁使用

　　車(chē)與車(chē)之間的差異性非常大，不同車(chē)的充點(diǎn)情況也非常大

　　4.整個(gè)系統（充電系統和電池系統）成本要求高。

　　更快的充電速度，對電池系統和充電系統有著(zhù)更高的要求，充電速度（功率）對電池等相關(guān)部件要求也較高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，直流快充系統對系統的外部配電盒有電氣和安全性的要求，較高的直流快充系統，對電池系統的熱管理能力也有新的要求標準

　　單體壽命上的考慮：這在公開(kāi)課和劉冠偉老師的幾篇文章里寫(xiě)的比較清楚。在選擇電池的過(guò)程中，考慮使用直流快充的頻度是有限的，可以選一組實(shí)驗來(lái)驗證電池對快充的適應性。

　　圖4 直流快充系統的概覽

　　小結：

　　由于電動(dòng)汽車(chē)的使用場(chǎng)景不同，從不同的角度出發(fā)，討論同一個(gè)話(huà)題，也很難達成一致。

　　從目前商業(yè)的角度上來(lái)看電池，只有非常重度的使用才能達到預期的平衡點(diǎn)，所以快充在這個(gè)條件上是硬需求，特點(diǎn)是要求速度快、頻次多，呈現快充多慢充少的情況。從推廣范圍到使用層面上來(lái)看，快充又變成偶發(fā)性需求，快充速度要求快、頻次低的情況。

　　從充電網(wǎng)絡(luò )的角度來(lái)看，快充的充電網(wǎng)絡(luò )，圍繞專(zhuān)用固定的使用頻率，以運營(yíng)長(cháng)期收入抵充投資已經(jīng)成為行業(yè)慣例。但是考慮到面向普通消費者的商業(yè)化的快充網(wǎng)絡(luò )，快充更多還是賠錢(qián)的買(mǎi)賣(mài)，長(cháng)期收益面臨頻次低的問(wèn)題，車(chē)主往往是非計劃性和迫不得已來(lái)充電的，運營(yíng)上需要更多的破局。