如果没有车载充电器，电动汽车的未来更美好？

发布时间：2020-09-24 15:20:51来源：充电桩视界

2020年须弥山大会上，星星充电研发中心总裁张育铭就电动汽车小功率直流充电系统的发展趋势做了专题报告，憧憬了如果没有车载充电器，电动汽车的未来。

这可能是未来电动汽车和充电系统之间最重要的一个分水岭。

以下根据张总录音整理：

今天我针对小功率直流做一些介绍，去年我来须弥山的时候介绍大功率趋势，今年为什么介绍小功率直流，因为小功率直流不是只是个充电器，它是未来进入我们家庭里面一个很重要的能源路由器，我针对这个做介绍，因为未来我们要达成移动互联网，最重要的是能源路由器，这个是一个小功率直流未来的呈现。

首先看一下我今天要介绍的一个趋势，我们针对现有的充电器简单做一下介绍，针对小功率直流需要达到的一些目的跟背景，小功率直流很重要的一点，未来我们希望可以达到双向的能源流，小功率直流如果晋升为能源路由器，它在未来家庭里面将伴有智能化，绿能化很大的功能。

这是现有的充电桩环境，在交流桩方面，可以看到在家里或者一般公共场合做充电是一个很方便的事情，而看美国320千瓦的快充桩，可以看到未来快充超过300千瓦会是一个常态，是一个出行便利的快方式。我们也知道这样的方式应该是沿着干线或者高速公路做设置。我们看到这个环节里面谈到的都是充电，实际上跟放电是没有太大关系的。

我们再分析下目前整个交流桩装配结构，交流充电盒可能是一个便携式的，也可能是一个壁挂，接下来是高压或者低压的连接线、交流充电接口，后面会有一些PD继电器，当然还会有一个直流断路器，它还需要一些水冷装置的车载充电器。我们看到这么多的东西都要放在车上，如果我们可以把这个东西拿掉，用一个外接式的小功率直流，这个可以得到很多优势。

我们可以看到这个优势有这么多点，第一个当然是降低研发成本。我们知道主机厂在开发一个车子，如果把这个车载充电器纳入，它要整车做测试。整车做测试是一个很耗时间的工作，也是很费研发的成本。

第二个是降低成本，为什么可以降低成本？因为那么多原件要做生产线组装，这些测试都是生产成本。整车减重，这个车载充电器少说有三四公斤以上。另外空间的整体设计也会更灵活，因为没有这个车载充电器，当然整车就会更灵活。降低整车成本，这个我们是考量跟外面壁挂式充电桩跟小功率直流来比，我们未来的小功率直流可以做的更好。

车载OBC你现在放在车上，你要做修改是不太可能，那只能做原料的更换。如果用壁挂的小功率直流化，未来可以有一些升级，升级跟车子是没有关系的。降低社会成本，实际上目前有很多车主很少用到，为什么呢？因为很多是在外面充电，这种情况下没有必要性。等于你买了一个车臷OBC，可能一辈子都用不到。如果把OBC拿掉用小功率直流，这就可以降低社会成本。降低售后的维护成本很重要，如果是车载充电器坏掉，那一定要到4S店修理。如果用小功率直流外挂，这个就没有必要性了。

我们可以看到整个小功率直流技术开发用一个很重要的器件——宽禁带技术，这个技术主要是用碳化硅或者氮化镓，目前碳化硅已经大幅应用在大功率快充里面，因为用在大功率快充可以把效率提高，也可以把整个变小。小功率直流目前已经开始有导入阶段，当然氮化镓会稍微晚一点，为什么呢？因为它本身的可靠度还要经过一些验证，不过我认为氮化镓会是小功率直流未来很重要的趋势。

用这些器件会有一个很重要的挑战，宽禁带的器件有一个很大的优点，他有理想开关的优点。它的开关频率、开关损失低、尺寸小，这些都是它的优点。它的挑战是什么？频率高会有电磁干扰的问题，频率高会有元件的参数问题，另外怎么做散热？这些都是会遇到的。

这里用的宽禁带器件，我们在变压器上面可能会用一些PCB的变压器，这会让设计更简单，参数更好控制，尺寸变的更小。其中宽禁带器件可能要用特殊的封装，因为只有用特殊的封装才有办法降低銅损，因为宽禁带器件已经可以降低这些开关损失。那进一步降低铜损失是一个很重要的点，降低同损一般没有办法用传统的封装方式，需要用特殊的封装方式，所以模块化、小型化的封装是未来很重要的趋势。我们可以看到这个都是未来用宽禁带器件用在小功率直流的专用技术挑战，也是未来很重要的趋势。

我们这边看一下常见的技术。首先左半边的PFC是用interleaving架构，那DC是用CLLC的架构，整个架构里面可能大部分都是用碳化硅或者氮化镓。它的优点是因为这两个架构有一个天生的优点，它有零电压开关的优点，这个优点是开关损失很低，整个效率可以做的更高。另外这里的变压器和电压器都可以用PCB的整合设计方式让整个尺寸更小，当然这个架构也可以做双向的能量流。

为了降低铜损，我们后面都是要采取特殊的封装。这个架构在左边做了一些结合，整合后可以看到整个EMI降幅可以降蛮多的，整个尺寸可以降更多。这个优点除了有零电压开关的优点，它的开关损失很低，通过这种PCB的整合电感变的更小，我们要做小型化会更容易做。因为小型化最重要的目的是轻量化，让女性同胞可以很容易的做一些携带和搬运。

这个是CLLC谐振DC/DC，这里的变压器和电感做了整合，整合里面会把电感整合在变压器里面，那么可以达到整合电感的优点，让DC/DC更小，让效率更高。这样不仅是尺寸可以变小，效率变高，还可以变的更便宜，这是未来小型充电桩的发展技术趋势。整个功能的多样性刚才有提到，昨天也有很多视频报道，实际上小功率直流化未来会有几个比较重要的功能，一个是V2G，一个是V2H、V2L、V2V，在这四个里面未来比较大的挑战是我们要想办法把V2G、V2H,V2L做成一个产品，这个产品会有什么优点？你可以在把这charger挂在墙壁上，它可以跟电网互动做节费。当电网停电的时候它就可以自动切到V2H，把这个桩带出去可以提供V2L的功能。V2V的设计就比较不一样，这是针对整个车子的紧急救援，未来会跟云平台做一些界接，需要充电可以在平台里面最接近的车子充电。这个里面可以是便携式的，也可以是墙挂式的。后面的趋势是既可以便携，也可以墙挂。

简单介绍下2.2千瓦的双向直流充电器，什么时候做2.2千瓦？这个考量到全球230-220伏的插座，他们通常都会有安全的要求，所以2.2千瓦大概是最恰当的便携式，在家里可以找到插座充电的功率。我们目前可以做到4.2公斤，防护等级做到IP67，工作温度可以做到-30至50°。这样的优点还要提供能量双向流动V2L功能，这个搭载车上，你今天要出去就带着，没有出去就可以放在家里，这个也有远程运维的功能。

这个现有6.6千瓦的，昨天也有秀V2G的。这个V2G大概有15公斤重，小型功率直流有一个很大的挑战——噪声，噪声也是未来很大的挑战，因为我们还要把噪声做的很低。还有就是IP65，因为环境更有挑战，IP65会让整个寿命更长，更不受环境的干扰。

这是我刚才讲的，我们要把小功率直流的充电器带到未来，在家里它会变成一个能源路由器。这里就是V2X，什么叫能源路由器呢？能源路由器是我透过太阳能DCDC接太阳能板，透过另外一个出口可以接储能电池。经过家庭能源控制器，我可以管理所有的家电、充电桩跟太阳能，所以我们可以用太阳能。这样整个小功率直流就变成一个家庭里面的核心能源路由器，这也是很重要搭配未来移动互联网很重要的节点。

我们在推云管端，你可以看到透过能源路由器V2X，通过HEMS控制器做整个能源的管理，达到所谓的充电、发电、用电数据的监控，用电符合动态管理的防过载，包括整个不同场景的设定。后面可以做到很智能，你可以不用操作，直接使用语音要求节能模式、节费模式、舒享模式或者快充模式等等，当然里面能做一些光伏发电、家庭用电的预测及用电的功能。有多电时可以卖给电网公司，所以在云端我们会做一些电网的需求侧相应，做绿能和区块链交易。这边特别提一下，后面大家提电动车充电是来自于石化燃料能源，如果有做绿能交易或者区块链交易，实际上我们可以确认充的电是太阳能过来或者风能过来，这也是我们未来可以做到的。

最后做一下整个总结，我们未来的小功率直流、充电技术的发展趋势，首先我们会大幅的用宽禁带技术让小型轻量化更容易，取代OBC，取代OBC的关键是小型跟成本更低。其次是双向的能量流，这个当然是未来可以支持智能电网，让整个电网的运用更活、利用率更高。再就是结合绿能跟储能，迈向零排放，如果太阳能和储能够的话，那零排放的目标就越来越接近。最后我们运用物联网技术，让智能充电更安全、更无忧、更节费，谢谢。