看看未來充電樁長什么樣

文／張 鴻

到2020年，我國新增集中式換電站超過1.2萬座，分布式充電樁超過480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車的充電需求。

隨著新能源車的普及，充電站建設成本高昂，所以市面上充電站真是少之又少，電動車充電難。很多石油公司開始布局充電樁產業。其中，BP石油公司計劃在歐洲加油站建設電動車充電裝置。

除國際石油公司自發性的轉型外，我國很多地方也明確規定要在加油站旁建設充電樁。因為我國《電力發展 “十三五”規劃》，提出加快充電設施建設，促進電動汽車發展：到2020年，新增集中式換電站超過1.2萬座，分布式充電樁超過480萬個，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎設施體系，滿足全國超過500萬輛電動汽車的充電需求。

充電樁都有哪些類型？充電樁的應用場景都有哪些？

▲供圖/視覺中國

充電樁的分類

充電樁分為交流充電樁和直流充電樁。前者俗稱“慢充”，后者俗稱“快充”。

交流充電樁通過電動汽車內置的“車載充電機”將電網的交流電轉換為直流電后對電池充電。車載充電機目前國內市場主要有兩種功率大小， 輸 入：220VAC/16A，輸出：充電機功率不同相應有3.3kW和6.6kW之分。

直流充電樁內置大功率直流充電模塊，充電樁本身將電網的交流電轉換為直流電，輸出電流可以高達100A以上，所以被稱為“快充”。直流充電樁可以從功率大小、充電槍的多少、結構形式、安裝方式等不同維度進行分類。其中，按結構形式比較主流的分類是將直流充電樁分為兩種：一體式直流充電樁和分體式直流充電樁。

直流充電樁基本構成包括：功率單元、控制單元、計量單元、充電接口、供電接口及人機交互界面等。功率單元是指直流充電模塊，控制單元是指充電樁控制器。直流充電樁本身作為一種系統集成產品，除了 “直流充電模塊”和“充電樁控制器”這兩個組件構成了技術核心之外，結構設計也是整樁可靠性設計的關鍵點之一。 “充電樁控制器”屬于嵌入式硬件和軟件技術范疇，“直流充電模塊”則代表了電力電子技術在AC/DC領域的最高成就。

為了實現充電過程，充電樁在功能上就需要有“直流充電模塊”提供直流電源;需要有“充電樁控制器”控制充電模塊的“開機、關機、輸出電壓、輸出電流”;需要有“觸摸屏”作為人機界面下發指令，通過控制器將“開機、關機、輸出電壓、輸出電流”等指令下發給充電模塊。從電氣層面理解的最簡充電樁只要有充電模塊。控制板和觸摸屏就可以了; 如果開機、關機和輸出電壓輸出電流等指令在充電模塊上做成幾個鍵盤，那么一個充電模塊就可以對電池充電了。

直流充電樁發展趨勢

直流充電樁的技術發展有五大發展趨勢。

超大功率充電堆

純電動公交充電站集中停放、運營路線充電的特點，決定了其充電解決方案可能朝超大功率充電堆的方向演進。純電動出租車和物流車甚至也朝這個方向演進。30kW充電模塊需求變得急迫，主要推動力就是充電堆的需求正變得急迫。

功率動態分配最先是某公司提出來的，每兩個模塊后面用一個功率繼電器，可以把這兩個模塊投在左槍也可以投在右槍使用;后來另外一家公司提出新的名詞柔性充電，需要大功率充，電流很大的時候，將其他模塊投過來使用，小車來的時候可以分開使用。這樣做是有一定的道理。柔性在電網中有加大功率這樣一層意思在里面，所以提出柔性充電概念也說得過去。不同叫法，實際上是同一意思。

對于180kW及以下的直流充電樁，談功率動態分配和柔性充電是個偽需求，甚至分體式的意義都不大，但是雙槍輪充和均充也許有點實際意義。

充電堆的應用場景是，可以根據當前待充電車輛數量來自動分配給每個車多大功率。這樣確保將充電模塊的功率用到極致，在車輛不多的時候，每輛車被分配的功率很大，可以更快速地充滿。這種應用就需要更多的繼電器切換充電模塊的功率流向，這會增加一些硬件成本，可靠性難度也增加了一些。當然，也需要對充電控制器的軟件進行升級。

社區停車場環行智能充電

所謂環行智能充電，這是個很時髦的概念。具體應用場景是：在一個社區停車場停放了很多電動汽車，中央處理單元主動地巡回檢測每臺車的電池電量，在夜間自動地輪流將每臺車充滿。這其實也是一種柔性充電，也需要在社區停車場安裝超級充電堆。這種做法的好處是：比交流充電的效率更高，比安裝若干個直流充電樁，車主排隊等待直流充電的靈活性大，成本也低很多。

家用型壁掛式充電樁

更樂觀地看，在解決了電力配送之后，就是將來有能力將中國過量的電力供應輸送到每個居民小區的時候，消費者為了追求更快速的充電體驗，個人可以自主決定是安裝直流充電樁還是交流充電樁，直流充電樁將做得像家電產品一樣小巧、漂亮。壁掛式直流充電樁將是一種剛需。這種產品的銷售模式就像賣電熱器這類商品一樣，將充電控制器和觸摸屏功能做到一個充電模塊大小的外殼里面，但模具會做得很精致。

“光充儲”充放電一體化

光伏、充電、儲能三者組合在一起的概念已經有了具體的產品，就是PowerWall，將來PowerWall進一步發展，構成新型充電站形態，電能在光伏電池板、電動汽車、電網、儲能電池四者之間自由地流動。直流充電樁可以由電網提供電能給電動汽車充電，也可由光伏電池板提供，還可以由儲能電池提供。儲能電池，電池汽車電池和光伏電池板的電能也可以賣給電網。

共享充電、免費充電

如果以互聯網的共享思維來思考未來，任何個人安裝的充電樁可以提供給任何其他車主充電，也就是說所有的充電樁是可以隨時開放的。通過互聯網工具，車主很容易找到閑置的個人充電樁。將來充電站可能在互聯網的思維下做成了O2O的Off-Line的重要連接節點，只要有車主來充電，可能就要在充電站等待15分鐘。