未来的充电状态一定是由过充和慢充两端组成。过度充电离不开高压平台。随着混合动力汽车和纯电动A级车的电池容量超过50kWh,也会向高电压发展。华为数字能源将全方位助力高压,加速电气化发展趋势。
2022年10月26日,华为数字能源科技有限公司副总裁鹏鹏在由NDE汽车集团、盖世汽车主办,上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导,上海虹桥投资发展(集团)有限公司协办的2022第十届汽车与环境创新论坛暨第十四届全球汽车产业峰会上提出了上述观点
华为数字能源技术有限公司智能电气领域副总裁鹏鹏
以下是演讲内容:
今天,我将与大家分享高压的发展趋势和未来。主题为“全面高压化、数字化、智能化,加速智能汽车电动化进程”,主要由两部分组成:1。发展趋势和挑战;2.高压平台的关键技术和创新。
制约电气化加速发展的四大焦虑
围绕双碳的目标,电气化一定是一个不可逆的过程。目前电动化已经进入市场和政策双轮驱动阶段:从7月份的数据来看,私人小客车占比超过70%,未来这一比例还会更高,新能源普及率超过27%,预计到2025年将达到35%。
在我看来,制约消费者购买电动车的顾虑主要是充电、续航、安全和成本:第一点是充电焦虑。主要有两大效应:一是挤入效应,二是挤出效应。日常节假日经常可以看到跑通效应,比如高速排队四个小时,充电一个小时,跑通充电桩资源。挤出效应:比如目前深圳的目的地慢充桩已经不能满足近60万电动车用户的需求,很多车主需要去公共DC桩补充能量。
所以我们认为未来的充电状态一定是由过充和慢充两个端组成的。因为慢充目的地的基础设施建设有限,不一定能满足现在国内普通人的充电需求。更符合欧美庄园式或别墅式的需求,有自己的停车位和充电位。当目的地充电车位数量不能满足充电需求时,会产生挤出效应,人们会去城市的公共DC桩充电,加剧人们对充电的担忧和焦虑。
第二点是续航焦虑,乘以充电的不方便,人们把这种焦虑转移到电池容量安排和电池成本上。比如纯电动电车的电池容量已经从50-60度发展到70-80度,100-150度还是有计划的,但是随着电池容量的增加,电动车的电池寿命也会降低,成本也会增加。同时,目前的电池安全问题还没有完全解决,电池热失控的安全问题经常见诸报端,这也是一大焦虑。
高压是加速电气化发展的核心密码。
对于企业和生态行业来说,要解决焦虑,要经过技术、安全、盈利三个层面。关键技术是发展功率半导体、高效率、高密度和高电压电力驱动系统和高倍率电池。安全是开发智能电池安全管理系统,解决电池热失控问题,提高未来电驱动的可靠性。企业的盈利、公共周期、早期充电基础设施都是政府补贴,未来需要引入更丰富的商业模式。对于电力部件供应商,我们现在知道许多中国电力驱动供应商,其中许多是低成本和不太有利可图的,未来将在我们的系统中引入更多智能,以促进我们业务的正循环。
开发安全可靠的高压电源快速充电是电气化发展的核心密码。首先是快充,可以缓解充电顾虑,提高便利性。如果充电方便,可以进一步解决续航焦虑,降低电池占比,降低购车成本,提高续航里程。一般来说,快充过充网络与高压解决方案相结合,可以形成一个正闭环。车企和充电运营商也是如此。以收费运营商为例,提供服务可以收取额外的服务费,电费和服务费一般为1-1.5人民币。如果能够提供额外的服务,可以提高服务收费,这些用户也会为不同的体验买单,通过额外的商业服务促进生态的快速发展。
目前很多车企都在规划高压平台,其中一大考虑就是快充车型能给用户带来非同寻常的用电补充能量的体验,形成差异化的竞争特色。从车辆方面来说,业内对“快充过充”的定义并不明确。在我们看来,快充的峰值功率至少是150kw,一个……未来的过充会达到450kw甚至600kw。为满足150kw的要求,电池容量在75 kWh的合理范围内。按照每千瓦时6-7公里/度计算,75度可以满足500公里以上的里程要求。
800v-1000v高压平台是大功率快充的必经之路。除了快充,高压平台还有很多附加价值。理论上,随着充电功率的增加,汽车的动力性能也会提高。此外,所需的线缆和部件也会大大减少,车辆重量也会减轻,进而有助于续航里程的提高。随着碳化硅等功率器件的应用,高压损耗也会降低,电源系统的效率会进一步提高,这是高压平台带来的另一个价值。
我们看到现在的长寿命混合动力车电池容量基本达到50千瓦时,A级车也是50-60千瓦时。华为认为,未来A级车的长寿命混合动力汽车和纯电动汽车实际上会向高电压方向发展。尤其是随着各车企布局B+级车的高压规划,未来一定会延伸到A级车和混动车,增加超级/快充特性。
华为瞄准高压发展趋势
2018年,华为布局智能电动业务,正式进军电动汽车电源领域。最早和主机厂合作的机型都是适配800V平台。可以说,当我们进入电源领域时,我们瞄准了高压的未来发展趋势。
2021年,华为推出全栈高压平台解决方案。全栈不仅仅意味着电驱动,还包括电池管理单元、车辆充电、热管理的全栈高压自研,10分钟即可实现200公里能量补充,3.5s零加速,动力性能超强。在研发高压平台的过程中,华为也遇到了很多挑战和困难,比如车桩电压平台的不匹配、大功率对高压安全的隐患、核心元器件的供应等挑战。
车桩电压平台不匹配是高压平台车充电时最主要的矛盾。目前450v和750v高压电桩还挺多的,1000V平台的充电桩要到2021年底才能铺设。带高压平台的车辆投放市场时,需要配备DCDC升压组件,以适应低压桩的充电。随着高压充电基础设施的完善,这类组件将会消失。
目前,充电基础设施中高压组件的产业链上有许多制造商。全液冷高压充电桩、热管理系统、高压电驱动、电池管理、电池等。基本属于SOP阶段。
华为高压平台的关键技术与创新
接下来我们就来说说华为高压平台的关键技术和创新点。2021年,华为发布全栈式电源解决方案,搭载北汽极速福克斯Alpha S版和长安奥伊塔11。2023年和2025年,第二代和第三代高压平台技术将分别实现量产。其中,华为提供了核心关键技术,包括专利的高压轴承防电蚀技术。经过30万公里可靠性试验,轴承无电腐蚀。AI BMS,提前24小时预警,保证电池安全;MCU的功能是安全ASIL D,0.18s内800V→60V快速放电,保证高压安全;电驱动升压技术,兼容500V/750V低压桩。
图片来源:华为数字能源鹏鹏
未来电力云化也是大趋势。通过云、大数据、AI的加持,解决了电池的电化学问题。现在我们可以对电池的热失控进行24小时预警,从而保证电池的安全性。未来还将通过云技术识别电池SOC和健康,为后期市场提供保险服务。
在数字化方面,华为以通信和移动、软件技术为核心,引入数字化开发平台和软硬件开发平台,提升功能安全水平。通过双回路冗余快速放电技术,可在20 ms内解决可能出现的高压短路漏电。
在MCU的功能安全部分,华为获得了国内首张汽车MCU ASIL D产品功能安全认证证书。在EMC方面,华为采用多种软硬件抑制技术解决高压EMC干扰问题:集成滤波模块和高性能磁性材料、触点屏蔽+腔体隔离+多级滤波、全链路EMC仿真设计、EMC Class5能力。设备方面,华为拥有全球首个双轴同步输出EMC测试台,全球首个兼容电驱动系统和组件的EMC暗室,达到EMC的高容量水平。
以上是华为DriveONE高压平台的全栈解决方案。这些解决方案都是基于华为30多年电子技术和数字技术的积累。这些能力是华为在电动化过程中能够为车企用户提供的先进产品技术基础。目前,华为还深度参与核心材料、功率器件、电池、热管理等技术研究,发挥华为在ICT、云和AI、通信移动技术、传感技术等领域作为ICT设备领先供应商的优势。
最后总结一下,我们相信未来电气化的整个发展趋势将是全面的。近年来,电源域的发展趋势将是:千伏高压、极小集成化,如我们在本次大会上的获奖产品,面向未来自动驾驶和智能座舱进化的超集成四合一车载充电系统,此外还有制动驱动集成、云电源域等发展趋势。华为希望凝聚产业生态的力量,共同加速电气化产业进程!未来的充电状态一定是由过充和慢充两端组成。过度充电离不开高压平台。随着混合动力汽车和纯电动A级车的电池容量超过50kWh,也会向高电压发展。华为数字能源将全方位助力高压,加速电气化发展趋势。
2022年10月26日,华为数字能源科技有限公司副总裁鹏鹏在由NDE汽车集团、盖世汽车主办,上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导,上海虹桥投资发展(集团)有限公司协办的2022第十届汽车与环境创新论坛暨第十四届全球汽车产业峰会上提出了上述观点
华为数字能源技术有限公司智能电气领域副总裁鹏鹏
以下是演讲内容:
今天,我将与大家分享高压的发展趋势和未来。主题为“全面高压化、数字化、智能化,加速智能汽车电动化进程”,主要由两部分组成:1。发展趋势和挑战;2.高压平台的关键技术和创新。
制约电气化加速发展的四大焦虑
围绕双碳的目标,电气化一定是一个不可逆的过程。目前电动化已经进入市场和政策双轮驱动阶段:从7月份的数据来看,私人小客车占比超过70%,未来这一比例还会更高,新能源普及率超过27%,预计到2025年将达到35%。
在我看来,制约消费者购买电动车的顾虑主要是充电、续航、安全和成本:第一点是充电焦虑。主要有两大效应:一是挤入效应,二是挤出效应。日常节假日经常可以看到跑通效应,比如高速排队四个小时,充电一个小时,跑通充电桩资源。挤出效应:比如目前深圳的目的地慢充桩已经不能满足近60万电动车用户的需求,很多车主需要去公共DC桩补充能量。
所以我们认为未来的充电状态一定是由过充和慢充两个端组成的。因为慢充目的地的基础设施建设有限,不一定能满足现在国内普通人的充电需求。更符合欧美庄园式或别墅式的需求,有自己的停车位和充电位。当目的地充电车位数量不能满足充电需求时,会产生挤出效应,人们会去城市的公共DC桩充电,加剧人们对充电的担忧和焦虑。
第二点是续航焦虑,乘以充电的不方便,人们把这种焦虑转移到电池容量安排和电池成本上。比如纯电动电车的电池容量已经从50-60度发展到70-80度,100-150度还是有计划的,但是随着电池容量的增加,电动车的电池寿命也会降低,成本也会增加。同时,目前的电池安全问题还没有完全解决,电池热失控的安全问题经常见诸报端,这也是一大焦虑。
高压是加速电气化发展的核心密码。
对于企业和生态行业来说,要解决焦虑,要经过技术、安全、盈利三个层面。关键技术是发展功率半导体、高效率、高密度和高电压电力驱动系统和高倍率电池。安全是开发智能电池安全管理系统,解决电池热失控问题,提高未来电驱动的可靠性。企业的盈利、公共周期、早期充电基础设施都是政府补贴,未来需要引入更丰富的商业模式。对于电力部件供应商,我们现在知道许多中国电力驱动供应商,其中许多是低成本和不太有利可图的,未来将在我们的系统中引入更多智能,以促进我们业务的正循环。
开发安全可靠的高压电源快速充电是电气化发展的核心密码。首先是快充,可以缓解充电顾虑,提高便利性。如果充电方便,可以进一步解决续航焦虑,降低电池占比,降低购车成本,提高续航里程。一般来说,快充过充网络与高压解决方案相结合,可以形成一个正闭环。车企和充电运营商也是如此。以收费运营商为例,提供服务可以收取额外的服务费,电费和服务费一般为1-1.5人民币。如果能够提供额外的服务,可以提高服务收费,这些用户也会为不同的体验买单,通过额外的商业服务促进生态的快速发展。
目前很多车企都在规划高压平台,其中一大考虑就是快充车型能给用户带来非同寻常的用电补充能量的体验,形成差异化的竞争特色。从车辆方面来说,业内对“快充过充”的定义并不明确。在我们看来,快充的峰值功率至少是150kw,一个……未来的过充会达到450kw甚至600kw。为满足150kw的要求,电池容量在75 kWh的合理范围内。按照每千瓦时6-7公里/度计算,75度可以满足500公里以上的里程要求。
800v-1000v高压平台是大功率快充的必经之路。除了快充,高压平台还有很多附加价值。理论上,随着充电功率的增加,汽车的动力性能也会提高。此外,所需的线缆和部件也会大大减少,车辆重量也会减轻,进而有助于续航里程的提高。随着碳化硅等功率器件的应用,高压损耗也会降低,电源系统的效率会进一步提高,这是高压平台带来的另一个价值。
我们看到现在的长寿命混合动力车电池容量基本达到50千瓦时,A级车也是50-60千瓦时。华为认为,未来A级车的长寿命混合动力汽车和纯电动汽车实际上会向高电压方向发展。尤其是随着各车企布局B+级车的高压规划,未来一定会延伸到A级车和混动车,增加超级/快充特性。
华为瞄准高压发展趋势
2018年,华为布局智能电动业务,正式进军电动汽车电源领域。最早和主机厂合作的机型都是适配800V平台。可以说,当我们进入电源领域时,我们瞄准了高压的未来发展趋势。
2021年,华为推出全栈高压平台解决方案。全栈不仅仅意味着电驱动,还包括电池管理单元、车辆充电、热管理的全栈高压自研,10分钟即可实现200公里能量补充,3.5s零加速,动力性能超强。在研发高压平台的过程中,华为也遇到了很多挑战和困难,比如车桩电压平台的不匹配、大功率对高压安全的隐患、核心元器件的供应等挑战。
车桩电压平台不匹配是高压平台车充电时最主要的矛盾。目前450v和750v高压电桩还挺多的,1000V平台的充电桩要到2021年底才能铺设。带高压平台的车辆投放市场时,需要配备DCDC升压组件,以适应低压桩的充电。随着高压充电基础设施的完善,这类组件将会消失。
目前,充电基础设施中高压组件的产业链上有许多制造商。全液冷高压充电桩、热管理系统、高压电驱动、电池管理、电池等。基本属于SOP阶段。
华为高压平台的关键技术与创新
接下来我们就来说说华为高压平台的关键技术和创新点。2021年,华为发布全栈式电源解决方案,搭载北汽极速福克斯Alpha S版和长安奥伊塔11。2023年和2025年,第二代和第三代高压平台技术将分别实现量产。其中,华为提供了核心关键技术,包括专利的高压轴承防电蚀技术。经过30万公里可靠性试验,轴承无电腐蚀。AI BMS,提前24小时预警,保证电池安全;MCU的功能是安全ASIL D,0.18s内800V→60V快速放电,保证高压安全;电驱动升压技术,兼容500V/750V低压桩。
图片来源:华为数字能源鹏鹏
未来电力云化也是大趋势。通过云、大数据、AI的加持,解决了电池的电化学问题。现在我们可以对电池的热失控进行24小时预警,从而保证电池的安全性。未来还将通过云技术识别电池SOC和健康,为后期市场提供保险服务。
在数字化方面,华为以通信和移动、软件技术为核心,引入数字化开发平台和软硬件开发平台,提升功能安全水平。通过双回路冗余快速放电技术,可在20 ms内解决可能出现的高压短路漏电。
在MCU的功能安全部分,华为获得了国内首张汽车MCU ASIL D产品功能安全认证证书。在EMC方面,华为采用多种软硬件抑制技术解决高压EMC干扰问题:集成滤波模块和高性能磁性材料、触点屏蔽+腔体隔离+多级滤波、全链路EMC仿真设计、EMC Class5能力。设备方面,华为拥有全球首个双轴同步输出EMC测试台,全球首个兼容电驱动系统和组件的EMC暗室,达到EMC的高容量水平。
以上是华为DriveONE高压平台的全栈解决方案。这些解决方案都是基于华为30多年电子技术和数字技术的积累。这些能力是华为在电动化过程中能够为车企用户提供的先进产品技术基础。目前,华为还深度参与核心材料、功率器件、电池、热管理等技术研究,发挥华为在ICT、云和AI、通信移动技术、传感技术等领域作为ICT设备领先供应商的优势。
最后总结一下,我们相信未来电气化的整个发展趋势将是全面的。近年来,电源域的发展趋势将是:千伏高压、极小集成化,如我们在本次大会上的获奖产品,面向未来自动驾驶和智能座舱进化的超集成四合一车载充电系统,此外还有制动驱动集成、云电源域等发展趋势。华为希望凝聚产业生态的力量,共同加速电气化产业进程!
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