充电桩液冷
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发布时间：2024-06-07 10:01
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时间：2024-06-11 02:20
撰文/ 周 洲
编辑/ 张 南
设计/ 师 超
华为智能充电网络领域总裁王志武称，充电网络建设不完善仍是整个电动汽车产业的第一痛点。
王志武是在2024智能充电网络十大趋势发布会作出上述判断的。
1月30日下午，华为以“让有路的地方就有高质量充电”为主题，举办2024智能充电网络十大趋势发布会。发布会上，王志武从技术与行业两个维度，解读了2024年智能充电网络十大趋势。
他称，过去3年，电动汽车持续超预期发展，在未来10年，整个电动汽车的保有量会增长至少10倍，乘用车会从当前的1800万辆快速增加到1.8亿辆，商用车会从244万辆增加到2234万辆，充电量至少增长8倍，会从当前的3000亿度电快速增加到2.4万亿度。2.4万亿度相当于当前全社会用电量的10%。
回到充电网络本身，充电网络本质上仍然是整个电动汽车产业的第一痛点，是汽车电动化的产业底座，也是未来新型的城市基础设施。建好一张网，提升电动汽车的渗透力，同样也会繁荣本地的产业和生态。
充电网络还有一个特点：它本质是地盘和流量生意。王志武认为，一次投资地盘，随着电动汽车流量的持续增长，未来一定会实现长期收益。
2023年，华为与客户伙伴在50多个城市落地了超充样板，建设了20多条高速超充电网线路，包括在318环境极其严苛的川藏线路上实现了超充绿廊全线贯通。王志武介绍，2024年华为将与客户伙伴建设10万根桩。
趋势一：高质量发展
过去5—10年，充电网络建设已经有了一定的基础。但是随着电动汽车数量的爆发式增长，存量充电基础设施的矛盾也在不断凸显。
具体来说有两个层次。从宏观层面来讲，仍然存在覆盖不全、结构不合理。
从当前来看，中国仍然有10%的充电服务区是没有建设覆盖充电站的，乡村的覆盖率更低，刚刚起步。
从结构性上来讲，当前超过99%的充电桩是快充或者慢充为主，几乎没有超充桩的存在。这样的结构无法支撑电动汽车下一阶段的超充化发展。
从微观层面，也同样存在三个挑战。第一：运维的挑战，成本高昂，哑设备占比超过30%。
第二，设备质量差，只有3—5年的寿命，充电运营商还没有收回投资，设备就面临更换，这也是造成当前充电运营商普遍亏损的关键因素。
第三，服务质量差，仍然有10%的充电桩是僵尸桩，车主到了以后无法充电，进一步加剧了充电焦虑。国家部委也注意到这一点，在去年连续密集16次发文，有12次强调了高质量发展，已经成为全行业的共识。
在广州、深圳、重庆等城市，地方*主导提出了“充电一张网”。
王志武认为，未来践行充电网络高质量发展的四大路径包括顶层的统一规划和设计、底层的统一技术标准、*的统一监管、用户运营的统一平台。
趋势二：全面超充化
技术侧方面，第三代半导体以碳化硅、氮化钾为代表的功率半导体已经实现了大规模量产，这两个技术的成熟不只带来效率上的大幅提升，更重要是实现了高压化。高压化对于超充来讲，意味着小电流，支撑了整个超充技术的快速发展。
电芯侧，大倍率的4C电芯从去年开始已经实现了规模量产化。4C的超充电芯与普通的快充电芯相比成本是非常趋近的。在这两个因素作用下，超充化是一个不可阻挡的趋势。这从车企最近发布的车型上得到了印证。
2021年，支持超充的车型只有8款，在2023年年底的广州车展上，支持超充的车型快速增加到113款。
另外从超充的结构性上来看，也正在从高端向中低端快速渗透，这会支撑超充车型的数量快速上量。
从商用车来看，超充的价值更加巨大，对于商用车来讲时间就是金钱。预测2028年，高压超充车型占比将超过60%。
超充车型超过60%以后，对存量的充电基础设施会带来挑战，大量的快充慢充充电桩会面临升级和淘汰。
趋势三：极致体验
新能源汽车加速普及，私家车主取代运营车主成为主力军，充电需求由成本优先走向体验优先。
2019年，国内运营车的占比高达80%，仅仅三年以后，私家车的占比快速抢占这个位置，达到了87%。
运营车向私家车的快速过渡，使得底层的充电需求也在进行深刻地转变，会从以应用车为主的成本优先，快速走向以私家车为主的体验优先。
当前的存量基础设施，数字化程度比较低，无法满足车主对未来美好出行的体验诉求，基本上有三个（痛）点：充不上、充不好、充不安心——一次充电成功率仍然小于85%，在充电过程当中噪音仍然是一个巨大的不舒适点，仍然有50%以上的热失控发生在充电过程当中或者充电后几个小时内，进一步加剧了车主的焦虑。
这也是为什么大量的车企下场自建充电站，为的就是给自己的车主打造极致的充电体验。但是根据华为的统计，仅靠车企自建充电站，还不到全社会充电站的5%，显然无法实现大规模无缝覆盖。
面向未来，要打造极致的高体验，一定需要全产业链所有的伙伴一起来进行技术升级。
极致的充电体验有三大特征，第一：充电无忧。充电前的导引状态，状态可视，可为车主提供一键式的极致服务；在充电的过程当中，通过超静音，通过这种一次成功不跳*的体验实现充电；在充电后可以通过协同安全，通过极低的EMC实现充电无虑，彻底打消电动车主对于安全的顾虑。
趋势四：安全可信
该趋势往往容易被产业链伙伴忽视。充电网络的安全可信分为两个层面，第一个层面是强电安全。
现在电动汽车的车型越来越多，电池的规格参数参差不齐，充电安全隐患加剧。
首先来看存量情况，仍然有90%的存量电动汽车不具备有效的安全预警机制。
另外随着电动汽车的保有量基数不断增加，自燃的风险次数也在不断增加。
如何解决这个问题，首先应该做到人、车、桩一体，打造一个端到端的强电安全的防护机制，为用户彻底缓解充电焦虑。
第二个层面是网络安全。
从全球视野来看，充电运营商相比加油商，数量非常庞大。以中国为例，整个充电运营商的数量超过了3000家。庞大的车的数量、桩的数量再加运营商的数量，华为判断未来每年充电网络产生的数据流量至少会翻一倍。
随着数据规模的不断扩大，网络安全漏洞、隐私保护问题一定会层出不穷。应该通过5层防护机制，从检测、保护、分域隔离、响应、恢复，为产业链上下游打造进不来、看不到、拿不走的端到端的网络安全防护能力。
高质量的充电网络的安全可信，应该具有4“不”标准：隐私不泄露，车主不触电，车辆不起火，运营不崩溃。
趋势五：车网互动
未来随着“双随机”性的不断增强，车网和电网必然融合。
发电侧，以风电、水电为主的新能源在当前占比只有不到30%，但到2030年会快速增加到40%以上，对电网的稳定性造成冲击。
在用电侧，充电网络本身也是一个不确定性的负荷，当前只有0.3%，大家感知不明显，但是2033年随着占比快速提升到10%以后，对电网造成的不确定压力也会非常大。发电侧和用电侧两个不确定性的碰撞，一定会带来大电网稳定性的大幅降低。
以欧洲为例，能源危机以后，欧洲区域的新能源占比大幅提升，同时也带来了电网调频需求的大幅增长。2023年整个欧洲电网调频需求达到了4T瓦时，这个需求相比2020年整整增长了8倍。
欧洲的调频需求包含了应急调频、一次调频、二次调频。面向未来，中国的电网和充电网同样会朝这个方向发展。
未来怎么做好车网互动，还是要做好充电网络作为桥梁的作用，做到比特管理瓦特、网充车深度协同。网充车深度协同也给整个行业带来了新的技术诉求，包括调节的高精度、响应的低时延、V2G等多项功率的变换技术，需要全行业一起来努力持续发展。
车网互动不是短期的事情，需要整个生态链长期共同努力。未来还会经历三个阶段，从当前的单向有序充电，逐步走向单向响应包括调频调峰，最终走向双向互动。
趋势六：功率池化
当前充电网络最大的问题，就是电网的冲击问题。造成这个问题的本质原因是因为充电网络的市电利用率只有不到10%。
为什么会这么低？是因为4个不确定性造成的：第一个MAP的不确定性，刚开始充电的时候电流很大，随之功率不断衰减；第二个SOC的不确定性，来充电的车剩余电量是不确定的；第三车型的不确定性，有出租车、网约车、私家车，也会有轻卡、重卡；还有一个就是闲忙的不确定，可能同时来很多车，也可能只有一辆车在充电。
这4个不确定性导致了现在市电利用率的只有不到10%，那么面向未来要解决这些问题，最好的技术答案就是功率池化。
通过一个场站内车位之间功率的大范围共享，来提升市电的利用率，通过超快一体来满足包括超充车型、快充车型甚至慢充车型不同车型之间的充电诉求，然后再通过市电增容的能力，实现小市电大充电。
王志武认为，功率池化有四点具体的商业价值：第一体验好，不挑车，可以实现所有车型99% 的满足率；第二充电多，对于充电运营商来讲，相同的车位、相同的电力可以多充电30%；第三，建站省，虽然充电设备可能会有一定的成本上涨，但是更大头的超过50%的市电扩容和线缆的建设成本会有大幅下降，市电会下降40%，线缆会减少20%；第四能演进，不管未来车的发展如何变化，功率池化的架构能够实现快充向超充的演进，也可以实现单一的充电向光储充一体演进，帮助整个行业健康有序地持续发展。
趋势七：全液冷架构
随着充电网络发展的不断深化，充电的场景在不断下沉，环境逐渐变得严酷。
城市内部，建设的场景从商场、超市、公共停车场快速向居民小区、企业园区甚至工业中心下沉，在外部会向海边、矿区大量下沉，带来了高温、高腐蚀、多尘等严酷的环境。
传统的风冷架构将大量的腐蚀性气体粉尘带入电路板，会造成寿命、失效率、人工上站等问题增加。
全液冷架构有三个特点：第一，高防护，敏感电路与外界完全隔离，第二，高效散热，第三不积尘，不会影响长期可靠性。
整体上来讲全液冷架构有三重价值，其一通过低失效实现高质量和极低的运维成本；其二，10年的长寿命实现了充电设备与线缆及工程土建同等的生命周期，帮助运营商实现收益及商业回报的确定性；其三，不挑场景，帮助运营商面向未来可以广覆盖，为车主提供完全无忧的充电体验。
趋势八：慢充直流化
慢充当前主要应用场景是园区、商场、超市、居民小区海量的地下停车场的充电位的部署。当前，整个行业99%使用的都是交流桩。
慢充场景还有另外一个特点，就是电力容量非常紧俏，而且大多为80—100千瓦的零碎电力容量。
传统的交流桩方案存在两个巨大挑战：第一个挑战是无法与电网融合，因为受限于OBC的单向充电能力，无法与电网进行多向的深度融合，而园区
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