12月21日—22日，由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2023第四屆中國國際換電模式產(chǎn)業(yè)大會（簡稱：金磚換電論壇）在上海大華虹橋假日酒店盛大舉辦。大會以“構(gòu)建換電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機遇”為主題，政策賦能，新能源換電產(chǎn)業(yè)逆勢崛起，深入探討推動換電協(xié)同發(fā)展，共話換電挑戰(zhàn)與機遇，共議產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的新趨勢。
深圳市優(yōu)優(yōu)綠能股份有限公司 產(chǎn)品方案中心總經(jīng)理 蔡波 發(fā)表了《新一代換電站充電模塊技術(shù)發(fā)展方向探索》的主題演講，他表示：
尤其是充電模塊這塊。前面很多專家講了一些系統(tǒng)、電池各個方面的產(chǎn)業(yè)情況，想借此機會跟大家就整個換電部分核心器件，即充電模塊技術(shù)方向探索。
換電系統(tǒng)來說，充電模塊作為其中非常重要的部件，它的故障率現(xiàn)在來看是在整個系統(tǒng)里面偏高的，未來怎么樣從技術(shù)層面和結(jié)構(gòu)層面上提升產(chǎn)品，使其為將來更廣闊的應(yīng)用，怎么解決這個問題。 目前換電行業(yè)，可以看到各個省份的換電量，這里面主要集中在華南以及華東地區(qū)，還有華北地區(qū)，像西南以及西北的量還是比較少的。 可以看到換電未來的用量是比較大的，建站的數(shù)量也比較多，去年年底新增1200座換電站，今年的增量還是低增的趨勢（數(shù)據(jù)還沒出來）。相對充電樁來說，前幾年國內(nèi)從2011年到現(xiàn)在維持在50%左右的增速，換電這塊的增長率也是非常高的，達到30%、40%以上。換電站的建設(shè)還會進入加速時期。 換電的歷程受制于國家政策層面影響比較大，國家的政策、制度安排非常多，每年都會出臺一些政策，整個產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的時候圍繞國家政策逐步實施、推進。 這里面看一下模塊對應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求也是在不斷演進的，早期從2008年左右到2011年，那個時候包括充電和換電的充電模塊等級比較低，當時沿用的是通信電源的模塊技術(shù)引進過來，那時候只能做到6kW；2012-2018年期間，從6kW-7.5kW-15kW-20kW，其實這個趨勢現(xiàn)在還在發(fā)展，截至今年為止，大的模塊已經(jīng)做到40kW了，未來的需求包括像蔚來公司也提出更大的需求，單路輸出達到60kW，這也是一個發(fā)展的趨勢。 新能源車的滲透率全球擁有接近2000萬輛，這個數(shù)量增長是非常快速的。這里面換電站在家用比較少，在商用乘用車，包括特殊車輛，如物流車輛對換電的需求是非常迫切的，并且占比相當高。 可以看到幾個主要的換電場景應(yīng)用，一個是商用車的換電場景，這種場景用的頻次比較高；非商用車對補能的要求比較高；還有私人換電站，他對于服務(wù)、對于續(xù)航的重視更高一些。不同的方式其實解決不同的問題。 換電站截止到現(xiàn)在，大家更關(guān)心的是怎么能在更短時間內(nèi)達到像加油那樣快速便捷的方式，可以看到電池組數(shù)量不斷在增加，這個量越來越大；換電時間的要求越來越短，最早換電是10多分鐘才能換，現(xiàn)在可以做到1分鐘左右的時間，效率非常高，甚至有些時候比加油的時間還要更短。 可以看到有幾點要求：（1）電池組的容量增加，容量增大，效率要求更高；（2）對安全性、可靠性提出了更高的要求。很多換電站的故障率還是不低的，在有些特定的場所或者工況環(huán)境下，模塊還是容易損壞的，目前階段來看，整個換電體系里面所用的模塊是IP20直通風模塊，今年開始少部分地區(qū)開始采用高防火等級的模塊。 這里面還要關(guān)注一點，換電站作為將來在充換補能體系，它對于儲能的要求，對于電網(wǎng)提供能量反饋的要求，需求也越來越明顯。建一個換電站，它對電力容量是有要求的，這個時候往往很多地區(qū)不能滿足這種要求，一些新的技術(shù)比如儲能技術(shù)都會用到里面來。 針對這些問題，擴容、重復建設(shè)、常規(guī)故障率比較高、充電策略，怎么樣的電池組量比化。除了對換電系統(tǒng)做一些升級迭代，對于電池、對于充電模塊也提出了更高的要求。比如單容量模塊的容量提升，模塊化的可靠性提升、效率的提升，哪怕提升一個點，凈里就會增加一個點。還有持續(xù)安全的可靠運行，這種要求越來越高。 換電站在極端的場站會出現(xiàn)核心模塊用了三四個月全部壞掉，這種場站在東北已經(jīng)出現(xiàn)過了，包括一些沿海的港口也出現(xiàn)過類似的情況，這要求我們提供高可靠的產(chǎn)品，去滿足整個系統(tǒng)的要求。對超寬的輸出功率范圍的提升，現(xiàn)在高電壓等級車型越來越多，850v以上的都有，以往都是300多V，對模塊也有更高的要求。 我們知道模塊主要解決效率，還有熱的穩(wěn)定性和可靠性的問題，這里面我們提到三種技術(shù)路線，一是常見的IP20直通風的，再一個是獨立風道的（模式），還有液冷模式。 模塊本身無論是用在充電行業(yè)包括換電行業(yè)，它的發(fā)展趨勢還是遵循一定的規(guī)律，充電模塊、換電模塊的功率等級、顆粒度越來越大，它會降低單瓦的成本，系統(tǒng)建設(shè)的時候可以把系統(tǒng)做得更加簡單。另一方面，可以看到現(xiàn)在大部分模塊采用灌膠技術(shù)，尤其是在換電行業(yè)，很多用的全灌膠的技術(shù)。即使這種技術(shù)，在一些特定環(huán)境也不能滿足高可靠性的需求，這里面又提出了獨立風道的技術(shù)、液冷模塊的技術(shù)。 可以看到電壓等級也是不斷提升的，在這區(qū)間還有一些新的技術(shù)產(chǎn)生，比如對儲能的要求，用ACDC儲能模塊，包括DC/DC雙向模塊，后面會介紹到。 目前在換電行業(yè)主要運用的模塊是兩種模塊，30kW、40k，未來不排除ACDC雙向互動模塊，可以做電網(wǎng)互動，可以削峰填谷，保證電網(wǎng)的可靠性，保證系統(tǒng)的可靠性。 前面提到效率問題、可靠性，從提升效率方面，我們會采用一個新的技術(shù)，即碳化硅技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)里面。成本上還是有些壓力，未來3-4年左右，可能這個技術(shù)會完全進入到行業(yè)里面去，我們提供的模塊都會用高效的模塊，效率可以做到97%，甚至更高。模塊顆粒度，現(xiàn)有的20會慢慢淘汰，會被40以及60模塊所替代。架構(gòu)會做得更加簡單，整個系統(tǒng)的體系也會做得更小，成本也會降低不少。 高防護要著重提一下，我們這款模塊在三四年前就已經(jīng)推出了，在充電行業(yè)有成熟的應(yīng)用，但是在換電行業(yè)是今年開始。在沿海地區(qū)、礦上或者粉塵比較大的地方，這種普通模塊不能滿足現(xiàn)有要求，我們提出了更高的要求，即獨立風道模塊，IP65主要是防護等級。整個模塊的散熱是模塊內(nèi)部的器件和外部的空氣不發(fā)生對流交換，它是通過散熱磁片把模塊內(nèi)部的熱量帶走，有效使模塊的設(shè)計壽命比如10年，我真正達到10年，我可以做5年以上的質(zhì)保沒問題，普通模塊只能做到3年左右。 這塊要介紹儲充換電一體化，這個是電網(wǎng)互動。用到的AC/DC雙向模塊，在閑暇或者沒有車做換電的時候，有多余能量的時候，電網(wǎng)需要做調(diào)度的時候，可以反向向電網(wǎng)輸電，達到微電網(wǎng)的功能。這個技術(shù)在現(xiàn)有的換電企業(yè)逐步會把這種技術(shù)引用到。 接下來是新的充換電一體方案，這個方案比較復雜一些。母線的架構(gòu)，這里面既用到DCDC、ACDC，像這種大型的結(jié)構(gòu)其實解決的是未來綜合場站的技術(shù)應(yīng)用升級。我們希望跟換電廠家不斷深入合作，把核心的模塊、核心的技術(shù)實際應(yīng)用到場站建設(shè)當中去。 這個也是儲充換一體的，我們還會做DC/DC雙向，對電池的梯次利用也可以實現(xiàn)。包括光伏引入到這個系統(tǒng)里面，同時對電網(wǎng)也可以做回饋，包括V2G和V2H，都可以在這個系統(tǒng)里面實現(xiàn)。 在往前更進一步發(fā)展，還會推出更新的系統(tǒng)模塊，目前液冷的方式在換電系統(tǒng)里面沒有應(yīng)用，未來不排除液冷系統(tǒng)（應(yīng)用），目前超充站在做液冷方案，包括IP65方案，但是用在場站建設(shè)還沒有，我們模塊的產(chǎn)品已經(jīng)做好了準備，將來大家做系統(tǒng)升級的時候也是一個選擇方向。 前面我把模塊大致介紹了一下，最后介紹一下我們公司。優(yōu)優(yōu)綠能是專注于做模塊的企業(yè)，目前有400多員工，在全球也是處于Top級的模塊供應(yīng)商，我們專注只做模塊，和別的廠家有所不同。 這是產(chǎn)品迭代發(fā)展歷程，也是公司發(fā)展歷程。我們公司最早推出15kW、20kW、30kW、40kW，很多廠家的模塊包括外觀尺寸和優(yōu)優(yōu)是一致的。模塊的系列化非常全，我們未來做換電站去選擇的時候，不光做普通的換電站、做儲能換電站，我們都可以提供相應(yīng)的模塊解決方案，比如ACDC雙向模塊、DCDC雙向模塊、DCDC單向模塊，我們都可以提供，我們是對模塊非常專注的企業(yè)。 在模塊的選擇上，其實很多人有誤區(qū)，以為誰做出個模塊很好，就可以拿去用，其實不是。核心模塊對驗證時間要求比較長，一款產(chǎn)品開發(fā)出來要3年以上的時間，才能保證你這個產(chǎn)品和你承諾的質(zhì)保期保持一致，這里面會涉及很多認證，包括國網(wǎng)認證、海外CE、cTUVus、UL的認證，可靠的模塊是通過應(yīng)用才能得到客戶的認可。
