采用系统化和平台化的技术方案来解决问题，让电网整个充电无序的压力得到释放；下一步我们计划配备储能设施，将充电站转变为虚拟电厂的能源节点。
近日，嘉程创业流水席第206席【探讨超充、储能与虚拟电厂的最新趋势】，邀请了吉智能源创始人&CEO 冯宝丹分享，主题是《800V高压平台普及与充电站有序充电技术的应用机遇》。
以下为正文内容：
电动汽车和充电站市场现况
800V高压充电平台蓄势待发
最近，800V高压平台成为热门话题。国内的造车新势力一直在推动高端充电品牌，新增的品牌中，比如华为的问界和小米的SU7等，都在强调自己是800V高压平台。
什么是800V高压平台？通常，500V到900V之间的电压被称为800V平台。引入800V的目的是提高充电效率，包括电机运转效率和能量转换效率。我们知道，功率( P )等于电压( U )乘以电流( I )，即( P = U \times I )。当电动汽车越来越多的时候，充电站资源是否能够跟得上，肯定要考虑的是提升充电效率。提升充电效率可以通过增加电流或电压来实现，就像调节水龙头，要在最短时间内装满一桶水，可以通过加快水流速度或增大水龙头口径来达到。
目前，市场上的大多数车型主要是400V平台，其中大部分车辆的充电功率可以达到160至200安培。如果以200安培的极限值来计算，实际上市场上超过97%的电动汽车都是400V平台，其充电功率最高可达80千瓦。展望未来3至5年，随着800V车辆的普及，我们可以预见，当使用700V和200安培电流充电时，充电功率将达到140千瓦，这意味着可以在5至10分钟内充电，续航能力可达200公里。这是因为800V电动汽车不仅充电效率高，其电机运转效率也更高，从而更加节能。
上图显示，自2019年以来，800V平台的车型已经逐渐推出。预计到2026年，随着技术的进步和成本的降低，800V车型可能会在未来三年内成为市场主流，占新能源电动汽车销售市场的60%至70%。因为随着技术的演进，它的成本被进一步地压低了。
下面再来看当前充电站市场状况。充电站的设施相对简单，主要由变压器和一些充电桩组成。通常，建站会以800kVA或1250kVA的变压器为主，也有部分使用630kVA的变压器。以1250kVA的变压器为例，在一个标准站中，这样的变压器可以支持建设20至24个充电车位。如果使用120kW的汽车充电桩，每个充电枪的最高支持效率可达120kW。当使用400V的车辆进行充电时，即使20辆车同时充电，每把充电枪60kW，电流约150安培，对整个充电站的负荷也不会产生任何影响。这是存量的情况。
右边介绍当前充电站市场运营主体下的核心的客户群体。
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第一类是货运车辆。货运车辆指的是电动面包车，在路上随处可见的生鲜配送、货拉拉、电动轻卡等一些以货物运输为主的车辆。它们的电池容量一般在60至90度电之间，充电功率普遍在40至65千瓦。这些车辆的一个显著特点是它们主要用于运输货物，不追求舒适性，因此造价相对低廉。在电池和电控技术上的投入有限，追求极致的成本。因此，采用成熟且性价比高的400V平台对这类车辆来说是最合适的。
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第二类是营运车辆，包括网约车、城市出租车等主要用于载人的车辆。这类车辆的电池容量大约在50至70度电，充电功率略高于货运车辆，通常在70至80千瓦。
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第三类是私家车，私家车的充电行为大多数情况下不发生在快充站，而是在住宅区和写字楼的慢充设施中进行。私家车主通常每周充电一次，大多在家中或办公楼下的慢充桩完成充电，因为慢充对电池损伤较小。只有在长途行驶或紧急情况下，私家车主才会选择快充站进行补能。根据运营数据，包括我们平台收集的数据显示，充电站的用户中只有约16%是私家车车主，而货运和营运车辆的用户占比高达84%。
我们看一下目前存量站运营的实际案例。我们注意到该站点目前有10把充电枪处于满负荷运行状态，右边这张图来体现它的充电的电流和电压。可以看到这辆货拉拉面包车的充电功率是43kW，这一类车型的充电功率极限其实就这么大，但是我们充电站的充电桩设备本身是完全支持高压的，在2019年以后建成的快充站所使用的设备，绝大部分都是支持800V的高压平台。实际上因为当前的800V的车辆太少，只占有市场的差不多3%～5%，它的保有量太低了。如果以存量的800V的平台的车型来看，它对于充电站的冲击是极低。同时目前的基础设施完全可以应对800V车辆的到来以及800V车辆的充电。
但是随着800V的普及，对存量站的影响会有哪些？以南京弘阳装饰城充电站为例，该站配备了630kVA的变压器和10把充电枪。如果10把充电枪同时工作，每把充电枪的最大功率为60kW，整个充电站的最高功率为120kW。假设有5辆800V车辆同时充电，它们将占用整个充电站的容量，因为每辆车都能将充电桩的120kW功率拉满。明明是建设了120kW一体式双枪的充电桩，租了10个车位，但实际上在使用的过程当中，有一半的车位空置了，这就会导致同时充电的用户减少了，要增加用户的充电前等待时间，并可能导致车位租金的浪费。
这样来看，其实我只租5个车位就够了，没必要租10个车位，因为这时候会带来运营的经济性的下降。因为运营成本没有变化，但是同时负载的充电的用户数变少了。其实主要有三个原因：
第一个原因是充电桩并不知道充电桩所属场站的变压器的余量。
第二个充电车辆也不知道当前场站的变压器余量，充电车辆也不知道当前它所使用的充电桩最高的输出功率是多少。
第三个是当前充电站运营不知道充电车辆对于充电效率的需求是怎么样的。
例如，如果一辆800V车辆停留两小时，而充电桩在短时间内完成充电，该车辆会继续占用车位，即使充电已完成。这会降低车位周转率和运营效率。
再往下深究，目前国内存量站的建设和运营的模式是以车、桩、平台互相独立的模式在运作，车、桩、平台互相独立、互相不通讯、互相没有任何交集。存量站现有的系统主要功能是下达充电指令和收集充电功率数据，而没有进一步的交互或调度功能。充电桩仅根据车辆BMS（电池管理系统）提供的电压和电流需求进行充电，例如，如果车辆请求700V电压和250A电流，充电桩会按照这些参数供电，但这个过程并没有实现真正的按需调度和分配。
下面讲一下吉智能源在有序充电和电网调峰方面的思考：
首先，我们采用系统化和平台化的技术方案来解决问题，让电网整个充电无序的压力得到释放。我们希望通过一套平台去管理充电站里面的桩，通过智慧运维跟能源互联的方式，了解车端的用电需求，并且能够把用户充电效率的需求和充电站的运营功率释放的维度拉长。
下一步我们计划配备储能设施，将充电站转变为虚拟电厂的能源节点。我们的目标不是创建虚拟电厂，而是构建一个具备储能和放电能力的虚拟电厂能源节点。因为虚拟电厂需要具备被调控的放电和充电能力，但并非所有商业场景都适合这种被调控的行为。
这是在重庆华南城，总充电功率为580kW，配备了1250kVA和1600kVA的变压器，总容量为2500kVA。例如，一次充电数据显示单体功率达到137.9kW，电压接近700V，电流稳定在约210A。这是市场上公认的高压快充技术，能在20分钟内充60度电，让一辆车在20分钟内充满。相比之下，400V平台的车辆以60kW功率充电可能需要一个小时。而800V平台的车辆充电效率提升了三倍。当然我们目前的存量站和技术都是已经完全支持了800V的车型的充电的。
我们的实时算法可以识别用户的用电效率需求。例如，如果用户想要充完电后立即离开，我们会提供高压快充模式，快速充满电池，让他充满电之后可以立刻去忙他的事情，让我们进行周转。但是还有一部分用户他是不会充完电立马离开的，我们会根据他们的行为数据和在我们平台的整体数据，引导他们使用预约充电。图中显示的所有订单都是预约充电订单，该站有70多把充电枪，每天有二三十辆车进行预约充电。这样可以降低充电过程中的功率和负荷，将充电效率和用量分配到合理的时间段。
我们通过云端调控精确控制电流输出，最低可至10安培。在充电站高负荷运行时，部分车辆可能被设置为低电流充电模式。这种模式适用于不急于快速充电的车辆，例如那些可以在3小时内充满电的车辆，而不是那些需要在半小时或20分钟内充满电的车辆。低电流充电的优点在于它能更稳定地为电池充电，长期使用高压快充可能会导致电池出现虚电现象，而低电流充电则可以更好地维护电池，确保电池充电更加充分。
这就是我今天主要讲的两个点。首先是800V的市场的技术优势，它确实是对充电的效率提升非常大的。由于电流的提升会导致充电线变粗，因此提升电压而非电流是提高充电速度的关键。在相同电流下，电阻和发热量保持不变，但充电速度可以提升3到5倍，其实是非常快的。然后跟大家分享了存量站的核心群体和用户群体，同时目前所有的站都是支持800V的，800V平台的车量产和被大规模销售，它的市场充电的基础本来就已经存在了。接下来讲有序充电，分享了一些实战的经验和案例。包括怎么兼容800V的车和怎么调配更多的车辆去充电，通过大装机量和小变压器的余量之间的差异，我们可以有效地调配资源，以适应不同车辆的充电需求。
席友：充电和换电未来的市场份额到底会是怎样的分布和比例？
冯宝丹：因为我自己之前在车企也待过一段时间，有幸在2018、2019年参与过车企的充换电的论述。我们看来换电一定是某种意义上的主流，但这个主流不会大规模扩散到消费者端，而是会集中在以运力为经营主体的载体里面，比如在重卡运输这个领域里，短途、短导的重卡的业务都是以换电为主的。还有在一些运力比较大的城市里面，出租车和网约车是有可能去实现以换电为主的。但是推动到民用领域、私家车群体当中，如果换电的大规模普及，我个人是持有一个比较悲观的态度的，因为换电就意味着你开的车，你所用的电池，它在大范围地流转，每个人的使用习惯、充电习惯，还有驾驶习惯其实都是不一样的，在这个过程当中，你永远不知道电池的质量，或者电池存在哪些潜在风险，是很难被把控的，无形当中增加了开车的不安全性。所以接下来一定是更大规模地应用充电。随着800V高压平台技术的发展，充电时间预计将缩短至20分钟以内，这与换电所需的时间相似。因此，充电技术可能在私家车市场中占据主导地位，尤其是当800V车辆变得更加普及时，充电速度的显著提升将使得充电成为更加便捷的选择。
席友：充电网络会不会遇到颠覆式的创新，比如像特斯拉已经在做一些探索的，比如无线充电会不会成为颠覆创新？
冯宝丹：目前，充电网络可能会出现一些颠覆性的创新，但不是指无线充电，因为无线充电的电损失过高。我关注的是充电效率、转化率和电能损失，充电设施的建设和运营必须有资金支持，并需要一个运营方案来维护和管理。由于无线充电的电能损失较大，目前国际上公认的传输效率最高、电能损失最低、电阻最小的材料是铜。因此，大多数充电枪线都采用铜质材料来传输电能。
在充电行业，未来的创新可能会使充电枪线更加轻便，降低液冷系统的成本。这样，单根充电枪线就能支持300至600千瓦的功率，仅需10分钟即可充满60度电，足以驱动车辆行驶400公里。在这种情况下，首先需要解决的是充电站配套设施中的充电枪问题。充电桩内部的充电模块、交流接触器、升压模块等，都已完全支持800伏的生产线，并且已实现量产。由于电流和电压的同时提升会增加电阻，从而导致发热量增大，因此随着800伏电动车的普及，提高充电效率将成为该行业的重要方向，充电枪线在这一块一定会出现很大的创新。首先一定要能出现一种产品系列，例如推出更细、更轻的产品系列，同时支持300至400安培的电流，这样我觉得会有一个很大的进展。
席友：800V的电池的车普及了之后，它电池的安全性可能会不会成为电池厂家或者汽车厂家的一个考量点？是否考虑用其他材料替换陶瓷电池隔膜？
冯宝丹：电池隔膜上确实会存在一个材料上的需求点，但是800V高压的平台，但除隔膜外，整个电芯、电池包以及动力电池组中还包含许多其他元器件。电池安全是首要考虑的，目前我们使用700V电压和220安电流进行充电，与400V时相比，电流并未发生变化。电池在充电时，流速增加，相当于打开了流速和管道通路。因此，在设计电池时，我们考虑要扩大电池能够接收的电能，以便电池能快速吸收并消化这些电能，减少充电过程中的发热。这也是动力电池组配备液冷系统的原因，它既能加热也能散热。我觉得隔膜材料其实都会做，但是800V涉及的元器件太多了，不管是哪个电池里面的隔膜都会存在隔膜的技术升级和材料升级的需求。所以800V的车更多的是集中在售价20万左右的车型，往一些高端车型上去发。
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