如何打造更快速、更安全且更智能的充電樁?
當(dāng)充電樁在2020年被列入新基建的七大項目之中時,人們似乎看到了一個萬億元的市場即將被撬動,隨之超過26個省市密集出臺了50余項與充電設(shè)施相關(guān)的政策。但現(xiàn)實是,根據(jù)智研咨詢提供的數(shù)據(jù)顯示,在過去的一年里充電樁的出貨量雖有明顯上升(從12萬到近30萬),卻未出現(xiàn)期望中的井噴。
市場的發(fā)展未能盡如人意,固然有各方利益協(xié)調(diào)的問題,但
當(dāng)充電樁在2020年被列入新基建的七大項目之中時,人們似乎看到了一個萬億元的市場即將被撬動,隨之超過26個省市密集出臺了50余項與充電設(shè)施相關(guān)的政策。但現(xiàn)實是,根據(jù)智研咨詢提供的數(shù)據(jù)顯示,在過去的一年里充電樁的出貨量雖有明顯上升(從12萬到近30萬),卻未出現(xiàn)期望中的井噴。
市場的發(fā)展未能盡如人意,固然有各方利益協(xié)調(diào)的問題,但是從技術(shù)的角度來看也存在著各種阻礙因素,其中最亟需解決的是對于用戶的充電體驗至為重要的充電時間,此外則是充電樁信息的實時交互問題,而這些都聚焦于大功率直流充電樁。
焦慮的充電進行時
為了解決電動汽車的充電焦慮問題,更快的充電速度成為快充站的明確要求,實現(xiàn)充電5分鐘,行駛200公里會成為行業(yè)的普遍要求。充電樁的直流模塊可以通過提高功率密度和提高充電電壓兩個方向升級,前者需要高性能實時微控制器和支持更高開關(guān)頻率的功率器件,而后者需要的是功率器件更高耐壓以及更高的轉(zhuǎn)換效率,第三代寬禁帶半導(dǎo)體功率器件將會是很好的選擇。而且隨著第三代半導(dǎo)體開關(guān)頻率的提高,需要更復(fù)雜的電源拓撲和控制算法,因此對于實時控制器的需求也進一步提高。
在充電時長之外,用戶最痛苦的莫過于需要充電時無法確知前方充電樁的使用情況,這就需要利用安全的無線連接技術(shù)遠程接入和控制。TI可以提供從短距離近場通訊(身份識別、信息保護)到遠距離私有協(xié)議通信等各類安全無線連接產(chǎn)品,還可兼容常用的BLE、WiFi通訊技術(shù)。這些就可以讓充電樁實時更新狀態(tài),用戶得知它的使用情況。
數(shù)據(jù)安全是用戶和運營商都越來越看重的,因此解決方案要求提供安全的身份鑒權(quán)、數(shù)據(jù)通信等功能。在WiFi產(chǎn)品上,TI很早以前就加入了信息安全保護機制,比如針對外置Flash的數(shù)據(jù)完整性進行驗證,防止非授權(quán)訪問和保護敏感數(shù)據(jù),以及完善加密通道、密鑰管理等安全機制。
需要的更多
實際上,一個更安全、更智能、更快速的充電樁涉及到的技術(shù)遠不止以上所提到的。
比如,超級充電樁由于是大功率高壓戶外場景,具有特殊的安全和可靠性要求,因此在這種場景下使用的隔離器件、柵極器件的穩(wěn)定性和智能化,對功率器件做出的保護,是直流模塊能否以更安全的狀態(tài)運行的前提條件。
而在傳統(tǒng)的產(chǎn)品方面,也是在有條不紊地推進。比如TI高集成度的下一代電源產(chǎn)品,將電流采樣和隔離、隔離電源管理芯片,集成在一顆更小的芯片中,幫客戶節(jié)省PCB面積和成本;以及在現(xiàn)有的硅器件的基礎(chǔ)上,通過更復(fù)雜的拓撲,在沒有使用更高級的功率器件的情況下實現(xiàn)更高功率密度……
2021年的兩會上,與碳達峰、碳中和被首次寫入《政府工作報告》的,還有“增加停車場、充電樁、換電站等設(shè)施,加快建設(shè)動力電池回收利用體系。”據(jù)工信部于2019年末發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035)》征求意見稿,預(yù)計2030年我國新能源汽車保有量將達到6420萬輛。即使車樁比不能實現(xiàn)1:1,也意味著未來充電樁市場必將實現(xiàn)飛躍式發(fā)展。