聊聊商用車MW級(jí)充電

來(lái)源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2021-12-02 11:24

聊聊國(guó)內(nèi)外商用車超級(jí)充電

歐洲2018 年 3 月的時(shí)候成立了專門針對(duì)商用車高功率充電工作組，簡(jiǎn)稱HPCCV；這個(gè)工作組隸屬于CharIN ，主要是針對(duì)商用車大功率充電制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；

HPCCV 于 2018 年 9 月召開了會(huì)議，達(dá)成了基本共識(shí) 即特斯拉、ABBElectrify America、paXos和史陶比爾五家公司分別提交了滿足要求的接口方案；其中這里面特斯拉是唯一一家車廠，而且有自己的原型重卡Semi和自己的充電網(wǎng)絡(luò)Megacharger的廠家，特斯拉的提交標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的原型機(jī)為其計(jì)劃為加州的租賃和物流公司 MHX 交付的10臺(tái)樣車，會(huì)搭載特斯拉自家的Megacharger充電系統(tǒng)。

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從外媒新聞看一度認(rèn)為特斯拉的方案是最有可能被最終采納，近期由 Twitter 用戶@hwfeinstein也曝光的新照片讓我們可以近距離觀察特斯拉 Semi和 Megacharger 終端可能是最新的預(yù)生產(chǎn)版本，展示了特斯拉在Giga Nevada電池超級(jí)工廠的第一個(gè)超級(jí)充電站，充電站采用了黑白配色，從圖片充電電纜來(lái)看，還是比較細(xì)的，應(yīng)該是采用了最新的超充方案，雖然特斯拉因受制于電池產(chǎn)能等原因推遲了semi交付時(shí)間，預(yù)計(jì)需要到2022年才能交付

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回到標(biāo)準(zhǔn)本身，去年 9 月 23 日至 24 日，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室 (NREL) 與CharIN 聯(lián)手舉辦了大功率電動(dòng)汽車充電連接器測(cè)試活動(dòng)，在最新一輪的測(cè)試和評(píng)估中，合作伙伴嘗試了適用于中重型車輛新大功率充電標(biāo)準(zhǔn)的入口和連接器的兼容性，并取得了成功。據(jù)NREL稱，MCS將支持充電容量高達(dá)3.75MW，是目前500kwh的輕型快速充電技術(shù)的7倍。

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NREL 和 CharIN 估計(jì)，未來(lái)的卡車充電站必須提供 1 兆瓦或更高的快速充電,而且歐美在不同程度的做相關(guān)布局，基本上可以覆蓋 6~8級(jí)卡車、船舶、飛機(jī)等商用充電需求；

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對(duì)于MCS這個(gè)3.75MW的充電，也是基于CCS的基礎(chǔ)上的，所以通訊協(xié)議也還是ISO/IEC 11518，但是充電物理界面不知道能不能向下兼容，新接口也增了V2X等要求，新的物理接口最大的問(wèn)題應(yīng)該就是這么大的電流，熱系統(tǒng)的問(wèn)題

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從相關(guān)資料里，我們能看到，相比現(xiàn)在500KW的冷卻充電，單循環(huán)冷卻而言，新的MW級(jí)接口采用了主動(dòng)雙向冷卻，同時(shí)最大程度的縮短了充電線束的長(zhǎng)度，降低熱損耗。

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歐美的進(jìn)度速度很快，如果明年初MCS的標(biāo)準(zhǔn)能夠出來(lái)，戴姆勒、特斯拉?企業(yè)的跟進(jìn)落地，那市場(chǎng)會(huì)有一個(gè)更快的響應(yīng)，這個(gè)對(duì)我們來(lái)說(shuō)進(jìn)度上可能會(huì)跟不上，這個(gè)會(huì)對(duì)我們未來(lái)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)會(huì)有一定的影響，我們國(guó)內(nèi)目前針對(duì)這種大功率的補(bǔ)能，一方面我們?cè)谧咧腥章?lián)合的“chaoji"的大功率充電的路線，這是基于”chaodemo"的快充系統(tǒng)，另外一方面我們針對(duì)商用車提供快換的方式，前面一種方式目前我們受制于國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的更新?lián)Q代慢、受制于車、樁、連接器等企業(yè)的共同推動(dòng)力度不夠等原因，正式標(biāo)準(zhǔn)也遲遲還未推出；后面一種方式我們目前受制于充電站昂貴，市場(chǎng)保有量低等因素，目前還是國(guó)家層面在主導(dǎo)推進(jìn)，從商用車客戶企業(yè)角度而言，成本越低是越好的，所以短期來(lái)看換電的方式更適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，但是換電是一個(gè)重能耗的事情，這不僅僅需要電池廠家、車企、系統(tǒng)廠家、運(yùn)營(yíng)方、投資方等共同的合作努力，同時(shí)也需要國(guó)家層面的政策主導(dǎo)，但是我們看乘用車的換電推到國(guó)外，在國(guó)外建換電站非常難，這涉及非常多的因素，所以我們的市場(chǎng)固然大，但是未來(lái)如果商用車車企要走出去，當(dāng)?shù)亟ㄕ镜膹?fù)雜性也是需要考慮的問(wèn)題。

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聊聊MW級(jí)充電器的設(shè)計(jì)思路

如上面提及的，MW級(jí)的充電，不同于現(xiàn)在500KW的液冷設(shè)計(jì)思路，現(xiàn)在是液冷大多是通過(guò)樁端冷卻系統(tǒng)帶走插頭端及插頭插座端的熱量，這種方式冷卻的速度和面積都是非常有限的，而且還是會(huì)有不同程度的損耗，所以CharIN 也考慮了在MW級(jí)采用雙向的主動(dòng)冷卻，車端也能夠冷卻，同時(shí)要最大程度的縮短充電回路

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如果電流高達(dá)3000A，就算用雙向的主動(dòng)冷卻整體尺寸也會(huì)非常的大，之前chargepoint給電動(dòng)飛機(jī)充電開發(fā)過(guò)一款，就非常的笨重；

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我們通過(guò)看測(cè)試文件的圖片看，其實(shí)測(cè)試原型機(jī)尺寸看起來(lái)不是特別大，基本上單人操作肯定是沒(méi)問(wèn)題的，所以非常好奇其內(nèi)部的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是什么樣的，如果分析一下，主要是熱量的問(wèn)題，首先熱量主要來(lái)源于幾個(gè)關(guān)鍵的接觸部位，插頭電纜和插頭之間、插頭和插座之間、插座和車端之間，這個(gè)里面插頭和插座之間的接觸溫度會(huì)比較高，所以對(duì)于充電器也好，車內(nèi)高壓連接器也罷，如果想要提升載流的同時(shí)還能縮小尺寸，那就需要針對(duì)這個(gè)地方的電能傳遞形式做一些突破或者創(chuàng)新，比如從圓形的插針式接觸改為矩形的片式接觸，這就是一種形狀上的改變，可以縮短尺寸的同時(shí)提高載流，比如泰科、安費(fèi)諾的等國(guó)內(nèi)品牌都有類似的產(chǎn)品。

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當(dāng)然我們除了把圓形改為矩形接觸以外，還可以改變其接觸形式，比如端面的接觸等，以及徑向的接觸，我們看測(cè)試方案廠家中，各家多少都有一些MW充電的方案應(yīng)用，比如特斯拉之前的smei卡車多芯的方案，比如史陶比爾的給港口AGV提供的自動(dòng)充電方案，但是這其中ABB的方案和德國(guó)的初創(chuàng)公司paxos方案值得關(guān)注，

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paxos推出了一種全新的充電方案，他們成為“Cool-Load Megawatt”，這也是他們給CharIN提供的MSCS的方案，通過(guò)徑向大面積的接觸形式，和非常巧妙的接觸機(jī)構(gòu)，在充電插頭插入后，無(wú)需用力即可將充電插座的接觸環(huán)擰緊，而且還可以自動(dòng)擰緊，從而產(chǎn)生較高的接觸壓力，驗(yàn)證后自動(dòng)開始充電過(guò)程，它還可以通母端內(nèi)部的球閥，實(shí)現(xiàn)雙向的冷卻，而且paxos還推出了特制的液冷電纜，來(lái)配合自家的充電器，可以提供最高3000A的充電，完全符合MCS的充電要求，某種程度上，paxos的方案更接近加油槍的尺寸大小，所以還是非常值得被看好的；

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對(duì)于MW級(jí)的充電，充電回路冷卻，目前需要把冷卻延申到車端內(nèi)部的充電座和高壓箱上，我們看之前森薩塔有推出一款針對(duì)商用車大功率冷卻的充電盒，為了滿足載流和溫度要求，森薩塔就直接把冷卻和溫控直接連接到母線上，這個(gè)也許也會(huì)是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)方向，但是挑戰(zhàn)和問(wèn)題也非常多。

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