蓋世汽車訊 高功率充電器（HPC）指的是以50kW或更高的速率，進(jìn)行3級直流快速充電。通常來說，隨著汽車?yán)m(xù)航里程和電池容量的增加，其接受更高充電速率的能力也在提升。據(jù)各類行業(yè)報告，使用當(dāng)前電池化學(xué)成分和各類電池組設(shè)計，要充電至80%，預(yù)計充電時間將減少到約15分鐘以下。與這些總體目標(biāo)相呼應(yīng)，預(yù)計未來幾年，能夠接受更高功率的車型數(shù)量將增加。然而，近期內(nèi)許多現(xiàn)有短里程（low-range）電動汽車無法使用350 kW的充電器。通常情況下，通過一個充電地點提供不同的充電速度，控制單個充電器的功率輸出，或在一組充電器內(nèi)共享功率，能夠滿足以最大功率接收率充電的不同車輛。

（圖片來源：IDTechEx）

安裝、覆蓋與容量的概念

目前，全球各地都在大量部署快速充電器，通常由地方、地區(qū)或國家等各級政府資助。然而，在純電動汽車充電中，快速充電只占一小部分。在大多數(shù)情況下，與一級或二級充電相比，快速充電需要更昂貴的硬件，而且公用事業(yè)成本更高。配電線路和最終的變壓器極有可能需要進(jìn)行升級，以適應(yīng)快速充電器，同時要在充電樁上安裝單獨的電源柜。

據(jù)外媒報道，IDTechEx的最新報告《2022-2032電動汽車和車隊充電基礎(chǔ)設(shè)施》（Charging Infrastructure for Electric Vehicles and Fleets 2022-2032）深入探討與高功率充電有關(guān)的成本和占用空間，以及充電市場的總體情況。采取若干策略，可以緩解這些影響，包括選擇對電網(wǎng)影響小的地點、智能充電、將快速充電與儲能結(jié)合起來，以及使用時間費率。

在一個國家內(nèi)，隨著純電動汽車（BEV）數(shù)量增加，一個HPC可以支持多輛BEV。最初的時候，即使只有少量的汽車，也需要實現(xiàn)足夠的地理覆蓋范圍。這些充電站可能并未得到充分利用。隨著BEV數(shù)量增長，人們可能開拓新的地點，也可以更充分地利用原來的地點。最終，當(dāng)某個地方的充電站達(dá)到臨界點，不必在新的地點增設(shè)充電站，可以通過增加額外的HPC，解決此地的充電容量問題。HPC的另一主要優(yōu)勢在于其模塊化。大多數(shù)充電器采用50/75 kW的步進(jìn)功率單元（step power unit），這些單元連接在一起，以滿足所需的電力需求，并可根據(jù)需要進(jìn)行縮放。

冷卻技術(shù)非常關(guān)鍵

過分充電會導(dǎo)致鋰電鍍和負(fù)極周圍形成枝晶，永久性損害電池容量；在電池組中，會導(dǎo)致電芯以不同的速度老化，電池組過熱。為了確保電力電子設(shè)備的壽命，HPC還需要某種冷卻技術(shù)，以確保在高效水平下實現(xiàn)最佳性能。為了支持高功率充電，需要防止車輛和充電器過熱。如IDTechEx報告，相關(guān)解決方案包括預(yù)熱電池、液體冷卻，以及使用智能電池和充電器管理軟件。

針對未來功率水平調(diào)整連接器和標(biāo)準(zhǔn)

直流快速充電插頭分為五種不同的類型，可以傳輸36 kW以上的功率，包括CHAdeMO、歐洲聯(lián)合充電系統(tǒng)（CCS類型2，有時稱為“Combo”)、美國聯(lián)合充電系統(tǒng)（CCS類型1），特斯拉和GB/T。在很多市場，CHAdeMO和特斯拉系統(tǒng)均可使用，而GB/T系統(tǒng)僅適用于中國市場。新標(biāo)準(zhǔn)正在提高每種插頭類型的最大能量傳遞速率。CHAdeMO插頭支持1000伏特和400安培，最大功率為400 kW，而CCS型插頭現(xiàn)在可以在500 A下支持1000 V的最大電壓，實現(xiàn)500 kW的最大功率。然而，CHAdeMO的典型市場功率不超過150 kW；對于功率在150-350 kW范圍內(nèi)的大功率充電器，目前CCS是首選的連接器類型。

特斯拉一直在逐步增加其增壓器網(wǎng)絡(luò)的功率輸出，V3增壓器能夠提供250 kW的峰值功率。中國還在制定超級協(xié)議，以兼容GB/T和CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)。同時，設(shè)定了900 kW的目標(biāo)，將為公共汽車和卡車等大型商用車充電。國際充電標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會（Charin）開發(fā)了商用車高功率充電(HPCCV)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將用于在200-1500 V和0-3000 A范圍內(nèi)充電，從而實現(xiàn)高達(dá)4.5 MW的功率輸送。

IDTechEx最新的《2022-2032電動汽車和車隊充電基礎(chǔ)設(shè)施》報告，全面概述了全球各種快速充電技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，包括硬件基準(zhǔn)、主要市場參與者分析和地區(qū)公共快速充電部署。

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