作者:朱玉龙
CharIN 在前面几个月正式推出了用于重型车辆的兆瓦充电系统(MCS)直流快速充电连接器,并且给出了一些参考。和中国的换电方式平行在走的,就是 MW 级充电接口进入到加速落地的进程中了,欧洲和美国都在坚持走快速充电路线。
从欧美的观点来看:
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重型车辆根据不同的梯度来配置不同的里程
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围绕配电和储能网络构建快充系统
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重卡和乘用车采用相似的可支持的结构发展
核心问题,还是要在不同国家去统一一个体系是很难得,而且也没办法局部去做尝试,所以只能统一基础设施和充电接口,让重型车辆具备一定的多样性。
从中国的观点来看:
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设计专有的系统
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需要完整的基础设施做支持,灵活部署
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标准化过程是非常关键的,涉及整个换电底座和电池,需要有很强的协同效应
只要谁先跑通了,就能成为事实性标准,所以从换电重卡开始跑,到现在重点是在不同的应用范围,和不同的场景下去完善。有点像试验区的考虑方式。

MCS 的部署
在看 MCS 的技术路线之前,首先看一下,一辆装满电池的重型卡车可以成为一个小型发电厂一样的存在,所以供给 4 个重卡充电的,需要配置典型的 3.75MVA 的容量。

从物理布局上,由于重型车辆比较长,电池的更换会考虑电池布置的物理距离问题,从充电来看,把变压器和功率器件然后把整个系统分离,从物理距离和布局考虑,这事情相对来说更加符合常理。
如果从重卡换电的设计来考虑,就涉及到电池组之间需要靠近,物理空间多个电池会靠近。

MCS 连接器的设计
CharIN 给出的 MCS 连接器的具体要求:
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单导电插头
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最大电压 1.250V
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最大电流 3000A
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PLC + ISO/IEC 15118
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触摸安全(UL2251)
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充电连接器手柄上的软件解释覆盖开关
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遵守 OSHA 和 ADA(及当地同等标准)标准
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FCC A 类 EMI(和当地等效)
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位于车辆左侧,大致与臀部高度
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能够实现自动化(支持充电机器人)
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UL(NRTL)认证
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网络安全
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V2X(双向)
MCS 的设计最大电流为 3,000A(3kA), 最高可达 1,250V(1.25 kV), 整体的设计规格最高的定义为 3,750kW(3.75MW)峰值功率。这和 CCS Combo(Type1 和 Type2)连接器的 350-500kW 高出接近 10 倍。

目前 MCS 连接器的工作原型已 = 在 Alpitronic 充电系统和 Scania 电动卡车上进行了演示,能够接收超过 1MW 的功率(在充电桩和电动汽车内部双向液冷的加持下,可以达到 3MW+)。根据 CharIN 的网站:

在设计中,MCS 从一开始就是考虑 “基于全球统一的要求和制定全球标准要求的技术规范”, 这意味着整个标准设计是希望 MCS 用在全球范围内用于卡车、公共汽车(6 级、7 级和 8 辆一般商用车辆和超过 1 兆瓦的充电率)和潜在的其他行业,包括海洋、航空航天、采矿或农业。

我的理解这可能演变成为一种 200kWh 以上电池的一种共通的充电方案,最终的 MCS 标准预计在 2024 年发布,这个方案和特斯拉两个方案可能会继续竞争。
小结:我们关注这个领域,主要看全球在这个领域的发展,当然由于每台重型卡车和其他车辆对电池需求量比较大,LFP 这种电池是比较好的选择。我估计下一步对于本国的电池需求拉动挺大的。