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华为彭鹏:协同推进“千伏”高压平台 ,加速电动化进程

时间:  2022-03-27 17:59   来源:  汽车总站网    作者:  Summer

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2022年3月25日,第八届中国电动汽车百人会论坛2022“云论坛”在北京钓鱼台国宾馆隆重召开。本届百人会论坛以“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”为主题,在3天会期内举办14场会议活动,就涉及新能源汽车市场化发展新阶段政策调整、碳中和目标下国际合作与政策协同、市场与消费新方向、交通能源基础设施协同发展、商用车可持续发展、氢能产业多场景应用、下一代动力电池产业化及产业投资与创新等话题展开深度研讨。
在27日上午举办的以“新型交通能源基础设施协同发展”为主题的论坛中,华为数字能源技术有限公司智能电动产品线副总裁彭鹏发表了讲话。以下为演讲实录:
华为彭鹏:协同推进“千伏”高压平台 ,加速电动化进程
大家好!我是来自于华为智能电动领域的彭鹏。华为智能电动成立于2018年,致力于为广大车企提供领先创新的动力域解决方案,很荣幸能参加此次百人会的峰会论坛。
今天我分享的主题是协同推进“千伏”高压平台 ,加速电动化进程。
2020年,习近平主席做出承诺,中国要在2060年之前实现碳中和。根据国际能源署发布的《中国能源体系碳中和路线图》评估,为了实现碳中和目标,交通领域碳排放量2060年需要下降到1.3亿吨左右,而对应的乘用车领域要下降到0.2亿吨。目前乘用车单车碳排放量为226g/km,预计到2030年,存量乘用车的平均油耗可以下降到4L/100km,对应碳排放为95g/km。为了实现2060年0.2亿吨的碳排放目标,在乘用车数量不变的情况下,单车碳排放需要进一步下降到4.3g/km,这就意味着,2060年纯电动汽车(含氢燃料汽车)的占比要从当前的1%左右提升到90%以上,才能保证实现碳中和的目标。
但是当前纯电动车的发展还面临诸多挑战,调研显示,电池成本高、充电不便、续航焦虑和电池安全顾虑等,依然是影响消费者选择电动汽车的核心问题。锂电池不断涨价、节假日高速充电慢、冬季续航里程短、以及频繁发生的电池起火事故,阻碍了消费者选择电动汽车的步伐。在这四大问题中,首当其冲的就是要解决充电慢、充电难的问题,这样电动汽车渗透率才会持续快速提升。为了解决以上消费者关心的问题,我们欣喜的看到,车企、零部件供应商和充电运营商,在近年来不断的提供创新的技术和解决方案。例如,车企采用高压快充架构,今年充电10分钟补能200km的快充车型就会量产,一些主打安全的动力电池技术也不断面世,充电运营商正加快高速公路充电桩升级改造,及生活社区目的地充电厂站建设,一大批先进技术也逐步投入使用,如车桩协同、动态功率共享、光储充一体化等。
同时,针对产业协作问题,行业也在积极行动,如百人会发起的“高质量充电行动计划”、华为牵头组织的“高压快充产业发展圈”等活动,均得到业界广泛认可,理论上提升充电功率可以通过提升电压或者提升电流来实现。当前乘用车散热技术及成本限制,500A电流已是极限。因此,提升整车的电压平台来发展大功率快充是更为合理的选择。
从充电桩端看,电压提升到1000V时,500A电流其充电功率可达500KW,可满足实现5分钟快充的需求。从车端来看,2019年以来,为适应大功率快充需求,一些车企B、C级车型规划,电压平台开始从400V提升到800V左右。2022年,某些车企开始规划900V以上的电压平台,电池充电倍率也逐渐从1C向4C及以上迈进,来满足消费者5分钟左右的快充需求。
未来几年,为实现5分钟左右快充,充电桩端及车端均需向“千伏”高压迈进,但如何步调一致解决用户快充和续航问题,则需要车上车下协同发展。针对消费者对续航里程的担忧,我们认为,很大程度上是因为充电网络部署不足而被放大。如果单靠增大电池容量配置,提升动辄1000km的续航能力,则会大幅度增加电动车的成本和重量。参考燃油车,快速加油一次续航500km,可普遍满足消费者的用车需求。同样,在高压大功率充电基础设施可以匹配的前提下,充电5分钟续航500km,就可满足用户快速补能需求。高压快充不但可以解决充电慢问题和里程焦虑,还可以降低整车成本。以典型B级车为例,续航1000km大约需要配置1C充电能力,150KWh容量的电池,成本约13.5万,相比而言配置4C快充500km续航能力,只需配置75KWh,成本约8.25万元,下降5万元左右,整车重量减轻0.6吨。因此,“千伏”平台架构,对于提升用户体验、打造车企差异化竞争力、控制整车成本有诸多益处。
高压化已成为趋势,头部车企纷纷推出高压平台架构车型规划,电压等级不断提升。在2020年以前,已上市车型的电压多在300—500V之间,充电速率普遍0.5C左右。2020年开始,600—800V高压车型逐步走向市场,以保时捷、奥迪、现代等车企为代表的高压架构车型纷纷上市。2021年之后,有更多的头部车企发布高压平台车型规划,向900V甚至更高电压演进。随着车企加快推出新的高压平台车型,我们预计未来几年,高压车型的销量会有较大幅度的增长。预计到2026年,800V以上高压平台销量可达580多万,占当年电动车50%以上。800V以上的高压平台车型存量可达1300万左右。
如果按照当前公共直流桩配比,进行保守估计,到2026年底,为满足800V以上高压车型充电需求,则需要约78万台1000V高压的360KW大功率直流充电桩。
从充电运营商角度来看,当前布设1000V高压大功率公共直流充电系统,不仅可以向前兼容市面上的500V电压平台车型,还支持未来演进,覆盖800V及以上高电压平台车型。另外,高压大功率充电速度快,消费者不仅愿意为快充服务溢价买单,还会引流更多用户,增加利用率,提升运营商收益。以深圳某充电场站为例,用户更倾向使用快充,在引入180KW快充桩后,其实用率高于60KW充电桩约50%。
对于一个总功率720KW的充电场站规划,采用两种建设方案进行对比。第一种传统方案,6个120KW充电桩,12个充电枪固定60KW充电能力。第二种方案,采用千伏高压大功率池、柔性配电分配技术,枪侧可配置两个360KW高压充电枪和6—10个60KW普通充电枪。方案二的场站可覆盖车型更多,同时也能收取提供快充服务的溢价,每度电盈利更多。在利用率也提升的情况下,整体投资收回时间也更短,大大优于传统建站模式。
华为智能电动在高压产业化进程中持续投入,引领行业,为车企及充电运营商提供车载充电、电驱动系统、BMS、高压热管理系统、三电云、充电模块、端到端的动力与高压解决方案,助力车企打造差异化竞争力。
2021年,我们率先发布了动力域全栈高压平台解决方案,充电10分钟,补能200km续航。未来几年我们将推出机遇1000V高压平台,充电7.5分钟甚至5分钟即可快速补能200km的全栈平台解决方案。
面向高压平台所需技术,我们储备开发了业界最高25000转的高压高速电机,大大降低了电驱动系统的体积和重量,应用开发1200V的碳化硅电驱动系统,提升效率3.5%,增加续航5%。
针对高压轴承电腐蚀问题,我们通过专利轴承防电腐蚀技术,有效提升轴承寿命,降低全生命周期噪声。另外,在当前千伏高压桩布局覆盖不足的过渡期,我们开发了电驱动系统升压技术。在成本可控的范围内,解决高压车适配低压桩进行充电。
针对当前千伏高压产业链面临的问题,我们呼吁,从政策标准层面,政府参与统筹规划布局,加大千伏高压充电基础设施建设及运营补贴力度,简化建设及电网配额审批流程,出台针对高压的电价优惠,鼓励快充服务分级收费。让充电运营商通过高质量的服务,提升用户体验,提升运营收益,实现商业闭环。
同时,建立激励政策,加大针对高压快充先进技术开发、核心器件国产化应用的支持力度。逐步催熟产业链,解决日益严峻的供应安全问题。同时,要加快完善大功率高压快充车上和车下的标准体系建设。
从产业层面,我们呼吁行业加强信息共享,产业上下游统一目标和布局节奏,充电运营商适度超前进行千伏高压充电基础设施的新建及老桩改造。车企加快高压车型的布局上市,并逐步开放共享共建高压充电桩。通过产业链协作,逐步解决当前突出的充电慢、充电难问题,实现产业链多方共赢。
让我们协同推进“千伏”高压平台,加速电动化进程,为早日实现“双碳”目标贡献我们的力量。
谢谢大家!
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