直流桩和交流桩的核心差异是什么,他们在海外的发展趋势如何?让我们看看能源行业 电动汽车充电设施标委会副秘书长倪峰有怎样的见解。
交流桩比较早出现,直流桩则较晚,CHAdeMO标准从2010年才出来,中国是2011年,到CCS基本是2013年。这是因为早期兼容汽车较少,投资基础设施的成本也高,而交流是一种较廉价的解决方案,它把很多设备和零部件搬到了汽车上。
根据我们的了解,车载充电机是汽车中故障率较高的部件之一。对于电动汽车而言,对关键零部件的故障率要求非常高,通常在百万分之几的PPM级水平。然而,由于车载充电机涉及模拟器件和功率转换等方面,会产生发热等问题,因此其故障率较高。交流充电系统总体成本要高于直流系统,因为直流系统是将充电机放在地面上,对充电机的技术要求相对低于车辆,而车辆的运行环境复杂,可能面临极端寒冷或酷热的环境以及颠簸的路况等,所以对充电机的要求更高。相比之下,地面上的设计可以相对固定,环境较为稳定,也可以根据特定需求进行设计。例如,在热带地区可以更注重充电机的散热性能,而在寒冷地区可以针对冷启动等问题做相应的处理,进行偏重型设计。而汽车则需要全天候考虑各种情况,加上维护成本。因此,车载交流充电系统的维护成本也较高。众所周知,汽车的维护成本一直采用了高成本的4S体系。如果你在外部购买零件自行修理,价格可能会相差几倍,甚至是十倍左右。那么汽车是如何维持这个体系的呢?正如我之前提到的,关键在于非常低的PPM故障率,故障率非常低,只有极少数车辆会出现问题,通过高成本的4S系统进行维修也能承受。但是如果某些零部件的故障率特别高,需要频繁返修,对汽车来说将会带来很大的影响。此外,根据未来技术发展的趋势,无论是国内外电网公司还是关于电动汽车的讨论,重点都放在车网互动和双向能量传输(V2G)技术上。而V2G技术趋势中,更倾向于直流化互动,即在直流接口上进行互动,而不是使用交流。交流双向互动意味着所有的能量转换都需要放在汽车上。充电是汽车必备的功能,而放电则不是。所以从长远发展的角度来看,在交流侧进行电网互动并不是一个最优的方案,无论是从控制、成本还是其他方面考虑。因此,我们认为未来应该走向直流,尤其是小功率直流。虽然现在人们非常关注大功率充电和超大功率充电,这对于一些特殊应用如商用和运营车辆是必要的,但是对于一般私家车来说,并不需要使用大功率充电。通常情况下,只有当你没有充电桩,没有停车位,每天只能到公共设施去充电时,才需要快速充电。但是如果家里或单位有一个固定使用的交流充电桩,实际上根本不需要大功率充电。这个道理很简单,因为每个人每天使用私家车的里程数是非常有限的。以南京为例,一天行驶50公里已经算是比较多的了,如果是北京或上海,每天100公里也算是很远了。根据目前的电耗来计算,100公里可能只需要十几到二十度电。假设按照20度电来计算,那么即使使用一个3千瓦的充电设备,也只需要7个小时。这意味着只要家里有一个充电桩,一晚上停车就能充电就可以满足每天的需求。另外,在单位上班,从早上9点到下午5点,差不多是8个小时。也就是说,只要这两个地方有一个充电桩,你一天的充电需求就能得到满足,不需要大功率充电。而且我只提到了3千瓦的充电设备,如果使用现在已经普及的7千瓦的小功率直流或交流补能设备,就能完全解决这个问题。总的来说,只有在需要长途旅行或紧急事务时才需要快速充电。大多数情况下,每天固定慢充就能满足需求。因此,我们认为慢充的应用将远远高于快充。从双向互动和总体成本的角度来看,直流优于交流。然而,产业并不确定会按照这个方向发展。从技术角度看,小功率直流应该是未来的应用场景,但是还要考虑到很多惯性因素,比如现有的存量设备怎么办?目前很少有企业敢立即放弃交流充电,尽管有的物流车已经完全放弃了交流充电,纯粹为了降低成本。总的来说,小功率直流是未来的趋势。但是可能需要时间来酝酿这个想法,只有当大家看到好处后才会采取行动。否则,汽车制造商会犹豫不决,因为他们担心成为第一个吃螃蟹的人,放弃交流充电后销量下降对他们来说是一个巨大的打击。我认为需要一些机遇和巧合来推动这个想法。