12月23-24日，由我国充电桩网、充换电百人会、电动交通换电工业技能立异联盟、联联充电联合主办，国家电投&启源芯动力、国什动力协办，我国充电桩网承办的2021第二届我国国际换电形式工业大会（简称：金砖换电论坛）在上海大华虹桥假日酒店顺畅举行。本届大会设置“论坛峰会+展览展现”，以“紧抓换电工业开展时机，助力完结‘双碳’方针”为主题，既有企业细致入微的剖析，也有职业专家为商场开展提出的想象与计划，共商强国大计，执行国家提出的“碳达峰、碳中和”战略方针要求，活跃助力构建“双循环”新开展格式。

  株洲中车年代电气股份有限公司轨道交通电气化与归纳动力体系技能部部长彭贇到会论坛并宣布主题讲演——《依据电力电子变压器的大功率充电技能探究》。

  敬重的各位嘉宾，职业的同仁们，咱们下午好。很快乐主办方能给咱们一个时机，来给咱们介绍一下在换电这块大功率充电电源的技能开展共享。

  首要介绍一下我自己，我来自中车年代电气股份有限公司，我叫彭贇。咱们惯例的形象，觉得中车是做高铁轨道交通的，实际上中车集团也是立足于交通，再加动力，咱们在动力板块也有许多事务。

  接下来我从三个方面给咱们介绍一下咱们依据电力电子变压器这条技能道路，在大功率充电场景下的探究和考虑。

  首要是大功率充电技能的现状，从2017年一向到现在2021年，这5年来不同的厂家，包含整车制造厂、运营商推出不同的大功率充电技能，像小鹏G9选用800V个高压直流，480KW的快充技能，实际上咱们依据现在的职业开展状况来说，受限于电池高倍率充电的可靠性、安全性问题，实际上3C以上的大功率充电今后并没有大规模商业化。

  传统的大功率充电技能有哪些问题？依据它的四个要害组成部分。主要有四个问题：

  咱们能够从图中看出，从配电网里边10千伏或许6千伏电经过变压器，功率大约是98-99%，再经过380V线缆，中心假如是大功率的线兆瓦的充电站或许换电站，它的电流到达将近2000安。这种状况下，它的损耗仍是比较显着的。别的，现在常用的依据20-40千瓦小功率的充电模块，它的功率实际上是95-96%左右。全体加起来，一个换电站或许充换电功率，再加一些辅佐设备，或许在92%或许93%左右，乃至更低。

  换电优势是占地面积小，可是在换电里边，这些要害设备，其实像变压器、充电设备，以及终端等，在现在来说是一种分立配备的。它的体系集成度相对仍是比较低的，占地面积也天然大一些。

  一般受外部环境影响，如盐雾、湿气影响比较大，或许只需5-6年，这个模块自身的技能在前进，或许选用独立风道，一些其他的手法，进步防护等级，现在寿数也在添加。全体而言，和高端的工业级的电源寿数来比，仍是有必定的下风。

  方才科华梁总和科大老总也提了V2G的双向活动，现在双向活动在充换电里边还不是干流。

  咱们针对这块的考虑是什么？首要，在双碳布景下，咱们要构建新式电力体系，方才国家电投刘总讲了，在发电侧逐渐新动力，用电侧要电气化，其实这两个都需求依托于电力电子设备。

  电力电子设备咱们都清楚，其实便是沙子依据硅，电力电子化带来的实际上便是“硅进铜退”。电力电子变压器的计划是什么意思？依托于中心电力电子设备，以及选用高频阻隔变压技能，完结阻隔变压和能量路由的根本功用，代替现在电力体系里边传统的工频变压器。

  咱们或许有一个疑问，电力电子变压器和换电站到底有什么关系？咱们很具体去考虑，一向在探究怎么给电力电子变压器找到合适它的场景，经过咱们的考虑和探究，现在换电里边的纯电动车辆电机均匀功率大约在300千瓦左右，电池组均匀容量大约300千瓦时，电压在500-750V的水平。

  电力电子变压器模组，一个模组在300千瓦左右，在确保电池低倍率充电的状况下，又能够完结容量的高效使用，所以咱们以为在重卡换电场景，电池它的继续充电功率大，充电电压高，是完美匹配电力电子变压器大容量这个模组的。

  榜首，把本来的敞开柜、变压器和充电模块“多合一”，完结体系的更高的集成度。

  第二，选用sic高效双向IGBT器材，能够天然完结能量双向活动，满意电网功用。

  第三，在高压侧选用H桥高压机连，低压侧用高频阻隔计划，在完结大功率、高电压的一起也确保安全。

  第四，经过优化风道和高防护等级规划，完结体系全生命周期的本钱和寿数，都有明显的改进。

  这种解决计划里边有两个十分要害的技能，这也是中车包含年代电气一向最中心的才能，便是电力电子技能和相关的辅佐技能。

  首要用大功率的高频拓扑工程化，在这种高压下的绝缘规划技能，咱们依据这种碳化硅的器材，探究了像DAB、LLC等高频拓扑，然后工程化，能够完结单个模组最大功率到达98.5%。

  别的，考虑多项负荷的绝缘规划，能够完结主电路对地的冲击电压，这些都能够满意高的规范要求。

  这种高频阻隔变压器来说，咱们选用大容量新式磁芯资料，终究能够完结体积削减大约60%，分量下降50%以上，并且耐压测试经过35000大约1分钟的水平，彻底能够满意现在直挂到10千伏绝缘耐压的要求。

  这是咱们推出了类似于现在体系集成的计划，它是集装箱式的，把开关柜，把本来变压器的功用和充电电源悉数集成在里边，能够完结沟通侧输入电压6-35KV中高压直挂入网，输出相当于直接转为450-1000V左右，满意重卡高压的需求，一起支撑在后端添加DCDC的自主选配，匹配不同功率需求。

  终究是全体的体系功率，方才讲单个模块功率现在能够做到98.5%左右，咱们考虑到体系整个战略运维的损耗，终究全体体系功率能够到达96%，比现在传统的计划大约高4个点。占地面积，咱们现在做到9个电池舱，一个300千瓦，大约占地面积只需20平米左右，便是一个9米大约30尺的集装箱，它也支撑灵敏搬迁。其实灵敏搬迁，换电站自身能够，没有问题，换电站在电力接入的本钱相对比较高。比方说像变压器的寿数能够到15-20年，乃至有的30年，可是作为电网的财物，在接入的时分，出资是由运营的客户业主出资的，可是整站搬迁的时分，配电变压器这块很难搬迁，选用咱们这种计划，彻底支撑很快速、很便利的灵敏搬迁，在配电二次接电本钱根本没有了。

  第二，选用碳化硅双向的器材，它天然支撑V2G功用。一起由于咱们中车年代电气旗下有做SVG电能质量要害中心设备。咱们现在的电力电子变压器相同能够完结像本来电能质量的一些功用，比方像无功补偿、谐波管理等，并且能够参加到电力商场的需求侧呼应。

  讲效益的话，以现在一个规范的配大约8个电池铺位的换电站，大约2.5兆瓦，体系功率进步4个点的线个小时运营时长，一天大约24万度电，依照5毛钱的电费，一年大约能够节省24万。

  由于咱们选用高压10千伏的极联，相当于电压水平直接进步，电流水平天然比380下降大约几十倍，所以电缆能够选用很细的，由于绝缘对电缆要求并不高，一个站的电缆本钱也能够节省大约4万块钱，并且这个收益仅仅这两个要害点，也没有考虑设备使用率更长或许后边电费假如更高的话，收益率愈加可观。

  咱们现在这个技能也源于在轨道交通的堆集，前面在“十三五”，依据科技部国家重点研制项目，联合像清华大学、上海交大等高校做了先进轨道交通专项研制，咱们根本开发出生界首台直挂沟通25千伏50核磁电网的牵引电力电子变压器，也在时速140公里的动车组上完结了装车验证，各项性能指标到达比较抱负的水平。

  方才科大智能的嘉宾也讲了动力路由器。轨道交通整个电力供应体系和电网其实有点类似，也是从源端一向到千域网，再到列车要害负荷，它里边含了各种制式的电压，比方说有沟通1800V，直流1500V，乃至沟通400V等等。所以它里边的能量流也是相对杂乱，并且各式各样制式都有，咱们把这种技能打造出来一个产品，也是应用于轨道交通的电动路由器，是一个典型四端口的阻隔规划，它支撑将牵引供电、动力配电、储能和光伏新动力能够安全快捷接入，完结轨道交通动力体系的分配。

  终究是总结展望，这种大功率的充电技能依据自己的考虑，它的场景相对来说受限。受限的场景里边，其实最实质的需求仍是补能的功率，环绕补能功率比较高的场景，比方说像高速，即充即走类型，这种场景需求，由于它的电量比较大，功率也比较大。

  别的是停-充复合型，咱们能够把电力电子变压器后端配套DCDC，支撑小功率并发补能场景。别的像车网协同、直流组网等等。

  现在构建新式这种电力体系的话，其实电网和负荷的互动，现在提了许多概念。上海也走在前面，虚拟电厂上海根本走在国家前面，咱们现在一个换电站里边电池的价值远远没有发掘出来，既作为一个换电站，其实也既作为一个储能站。作为储能电站的话，它的价值是许多的，比方参加电网需求的呼应、辅佐调频等等，具有长时间收益的潜力。

  年代电气其实归于中车株洲所，中车株洲所创建于1959年，它是中车股份有限公司的一级子公司。历经差不多60余年的开展，现在有大约八大事务主体，具有两家上市公司，一个是年代电器，一个是年代芯材（音），有11家国家级科研立异渠道，3个博士后工作站，5个海外技能研制中心，并且有11家境外分（子）公司。

  上一年全体营收大约挨近400亿，咱们取得许多荣誉，最要害的便是高铁机手刺（音）里边的中心配备是由中车株洲所年代电气供给的，咱们也是取得了第二届的“我国质量奖”，其时咱们作为工业界仅有的代表，华为其间取得相当于消费电子这块的。

  年代电气股份有限公司现在在A股和H股双通道的资本商场上市，在A股是9月7日才回到科创版，现在市值挨近2100亿，一起咱们也把握了变流、操控等十大中心技能，长时间致力于除轨道交通以外，包含新动力、各种工业大功率电源归纳解决计划的研制及出售。

  咱们公司也是立足于“两条钢轨”，环绕“技能”和“商场”两个同心，布局了多元化工业。咱们有半导体工业，有半导体工作部具有从芯片一向到终究体系的整机完好工业链的才能。并且咱们具有强壮的研制、售后、生产才能，现在咱们工程人员大约7000人，大约占整个40%左右，并且以轨道交通丁院士领衔的。

  终究介绍一下协作同伴，咱们不仅仅做轨道交通，咱们在轨道交通以外，包含动力这块，和许多职业界的同伴们一起协作，创始一些新的工作，比方像徐工、一汽等，咱们都和他们有很深化的协作，乃至国家电投，和国家电投不仅在动力侧，咱们在许多范畴也有一个深度的协作。

  咱们作为换电职业的新兵，电力电器变压器有它的先进性，咱们期望携手和职业界生态协作同伴一起发明，共赢未来换电职业的美好未来。谢谢咱们！