山东省国资委10月15日组织召开省属企业2024年三季度经济运行分析会议。
11月20日-22日，2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导，中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办，以“新格局 新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题，共设置“1+1+9+1”项议程，围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流，研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中，在11月21日下午进行的“主题论坛四：大功率充电模式研讨”环节，阳光电源（300274）股份有限公司充电事业部副总经理翟寄文发表了题为《大功率直流充电及其关键技术》的精彩演讲。以下内容为现场发言实录：
尊敬的各位领导，各位专家来宾，大家好，非常荣幸有这样一个机会在这里跟大家做关于大功率直流充电及其关键技术的分享。我的分享主要分为三个部分：大功率充电产品是趋势、大功率充电的技术挑战、大功率充电关键技术与展望。
第一部分：我们认为大功率直流充电是充电产品演进的总体趋势。
在政策方面，国家发改委以及其他相关部门在十四五规划里面提出要适度超前去建设包含大功率充电在内的充电基础设施；在市场方面，今年我国新能源汽车年产量首破千万，截止目前，新能源汽车保有量已接近3000万辆，新能源车主对大功率直流充电的需求已经越来越迫切。另外在国家标准方面，最新发布的新国标将充电电流提升到了800A，充电功率达800千瓦级别，为后续的大功率直流充电提供了规范，为设备、车辆之间的相互兼容提供了指导。在新能源汽车电池技术方面，现在很多车辆已经开始装配3C、4C甚至5C电池，未来3-5年800V及以上高压快充有望成为很多新能源汽车的标配。
目前，大功率直流充电有四个主要的应用场景：分别是商业区域，重卡区域，高速公路服务区和城市快充站，其中重卡区域和高速公路服务区是大功率直流充电非常重要的两个应用领域。
第二部分：大功率直流充电在推广普及层面还存在着很多的技术挑战。
首先在设备本体方面主要三个方面的挑战。第一个是散热，随着充电功率的增大，设备的散热需求也会越来越大，比如说一个480千瓦的充电桩在满功率运行时，它的散热量就达到了20多千瓦。特别是重卡充电区域，它需要大功率长时间运行，对散热效果有更高的需求，对设备的可靠性要求更高。第二个是整机效率，因为功率大，所以效率的问题就会变得更加明显，效率会影响散热，同时也影响整个场站的经济效益。第三个是噪音，噪音会影响充电用户的体验、影响场站的选址。尤其在一些对噪音有高要求的场景，大噪音的设备就无法使用，或者使用安装要受到限制，比如需要通过配备相应的措施以降低噪音的影响。
其次，大功率直流充电的广泛应用会对电网产生影响。第一个影响在于，它导致电网负荷显著增加。特别是在商场、住宅区等场景下，电网容量受限，而接入大功率充电设备通常需要额外扩容，这些区域的电网扩容不仅难度大，而且成本较高。第二个影响在于，大功率充电的快速功率上升和下降导致电网波动加剧，对电网稳定性构成挑战。这种快速的功率变化可能会影响到电网的峰谷特性，使得峰谷差异增大，同时也可能导致峰谷时间的变化，进而影响场站运营的经济效益。
以上2个维度的技术挑战同样给充电站和充电桩带来了一些痛点，主要体现在以下三个方面：第一，充电难问题突出。在一些设备老化或容量有限的充电站，尤其在高峰时段，用户常常需要排队等待，且时常面临限功率充电的情况。第二，运维工作繁琐。对于传统充电站来说，需要定期进行清洁灰尘、清洗防尘网、更换冷却液等维护工作，增加了运维的难度。第三，收益相对较低。一方面，由于充电难和运维繁琐导致运营成本较高；另一方面，大多数充电站主要依靠服务费作为盈利模式，这种单一的盈利方式也是影响场站收益的重要因素。
面对这些问题，大功率直流充电还有一些关键的技术需要突破。也就是我今天要分享的第三部分内容：大功率充电关键技术与展望。
在散热领域，目前主要采用的散热技术有三种：传统的直通风模式、隔离风冷以及液冷。在这三种方式中，隔离风冷和液冷的防护等级相对较高。我们对这三种散热方式在寿命、成本、维护、散热效果以及应用场景等方面进行了对比分析。结果表明，隔离风冷在初始投资和整个运营周期内的性价比更高，尤其是在恶劣环境下，如风沙、盐雾、潮湿地区，隔离风冷的高防护等级和免维护特性使其更具优势。针对散热问题，我们也进行了深入研究，涵盖了从器件级到板级再到系统级的仿真和实验。在器件级别，我们确保了机器内部的每个关键部件都能满足散热需求，并留有足够的余量。在系统级，我们做到了整机在各种温度和工况下都能长时间大功率运行。
在功率变化领域，除了许多同行已经提到的拓扑结构和系统级的优化之外，新型半导体器件的应用也非常关键，比如碳化硅器件。然而，目前碳化硅器件的应用还面临一些挑战，包括成本问题、高频驱动的需求、配套磁性器件的设计，以及散热和短路保护等问题。
在噪音控制方面，风机布局、风道设计以及隔音吸音材料的使用都是关键因素，它们共同影响着噪音水平。为了确保充电桩在不同工况、温度和功率等级下都能实现噪音的最小化，我们必须进行全面的仿真分析。此外，建立噪音实验室也是必要的，通过实验验证来确保我们的产品满足既定的噪音设计标准。
为了提升充电站的运行效率，除了对充电桩本身进行效率优化外，还可以从整个充电站的角度出发进行改进。一种有效的方案是采用中压直挂技术，即省去传统的10千伏变压器，直接将功率变换设备连接到10千伏的电网上，以实现功率变换，给车辆充电。这种方法的优势在于：首先，它能够提高效率，根据我们的计算，整站效率可以提升约2%；其次，通过将直流母线引出，可以更有效地整合光伏发电和储能系统。
鉴于光伏发电在多数应用场景中已经实现平价上网，我们认为，在条件允许的情况下，所有充电站都应该考虑安装光伏发电设施。同时，储能技术在许多场景下也显示出了经济可行性，在条件和需求都满足的情况下，也应该考虑部署储能系统。
因此，我们建议在评估充电站时，优先考虑采用光储充一体化的方案。这种方案不仅能够提升效率，还能通过整合光伏和储能系统，为充电站带来新的经济效益。首先，它打破了仅依赖服务费的单一收益模式，引入了新的收益途径，比如利用绿色电力、峰谷电价差异和虚拟增容等。在这种光储充一体化充电站中，EMS（能量管理系统）扮演着核心角色，类似于场站的大脑。EMS能够不断优化经济效益，决定储能系统的充放电时机，以及确定服务费的合理收取时段，这些决策都是基于EMS运行数据的分析得出的。此外，EMS还能在人工智能的支持下进行负荷预测。
在负荷预测方面，我们采用了模型驱动和数据驱动相结合的方法。首先，我们需要建立模型，这个模型基于出行数据、道路状况、天气和节假日等因素。然后，利用历史数据和实时运行数据进行大数据分析训练，以获得更精确的充电负荷预测。这些预测结果不仅可以用来调整服务费，还能帮助优化储能容量的配置。
一旦充电站的选址确定，估算充电桩和光伏系统的容量就相对简单，因为占地面积固定后，这些容量的计算就变得比较简单了。然而，储能系统的容量估算则要复杂得多，它受到多种因素的影响，包括场站的配电容量、充电高峰期的功率需求，以及当地的峰谷电价差异和峰谷时间的分布。因此，我们需要综合考虑这些因素，结合光伏负荷和电价等信息，来进行更精确的储能容量估算。
根据我们的经验，光储充一体化场站的储能配置并非固定不变，而是需要根据实际情况进行调整。随着充电站运营的深入，业务量可能会增加，这时可能需要对储能系统进行扩容，以适应更高的负载需求，从而提高经济效益。
随着V2G技术越来越受到厂商和车辆端的支持，车辆的储能潜力得以释放。这种技术允许车辆电池作为储能的一部分，替代部分固定储能设施，从而减少充电站的投资并提升经济效益。对于规模较大的充电站，如果能够接入电网并接受电网调度，还可以通过虚拟电厂的方式进行调峰调谷、调频调压，进一步增加场站收入和总体利润。
阳光电源目前提供多种大功率直流充电产品，功率范围从120千瓦到480千瓦，包括一体式和分体式设计，以及多种散热方式，如直通风、隔离风冷，以及液冷的终端，满足不同需求。
除了充电产品，阳光电源集团在五大领域和十多个板块都有产品和业务布局，能够为充电行业提供全面的光储充和综合能源场站解决方案，以及建设和运维服务。
为确保产品和服务的高质量，阳光电源在研发上投入巨大。2023年研发投入达到24.5亿元，研发人员占比长期保持在40%以上。公司在专利、国内外标准制定、国家科技项目开发、国家级技术中心、工业设计中心、研究院、研究中心和博士后工作站等方面都有全面布局和投入，确保产品和解决方案的高质量交付。
最后希望和行业同仁们一起来推动大功率直流充电以及绿色能源的普及和高效利用。
谢谢。
（注：本文根据现场速记整理期货配资哪家好，未经演讲嘉宾审阅）