12月21日—22日，由充換電百人會、中國充電樁網主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務咨詢有限公司承辦的2023第四屆中國國際換電模式產業大會（簡稱：金磚換電論壇）在上海大華虹橋假日酒店盛大舉辦。大會以“構建換電產業發展新機遇”為主題，政策賦能，新能源換電產業逆勢崛起，深入探討推動換電協同發展，共話換電挑戰與機遇，共議產業創新的新趨勢。
深圳市優優綠能股份有限公司 產品方案中心總經理 蔡波 發表了《新一代換電站充電模塊技術發展方向探索》的主題演講，他表示：
尤其是充電模塊這塊。前面很多專家講了一些系統、電池各個方面的產業情況，想借此機會跟大家就整個換電部分核心器件，即充電模塊技術方向探索。
換電系統來說，充電模塊作為其中非常重要的部件，它的故障率現在來看是在整個系統里面偏高的，未來怎么樣從技術層面和結構層面上提升產品，使其為將來更廣闊的應用，怎么解決這個問題。 目前換電行業，可以看到各個省份的換電量，這里面主要集中在華南以及華東地區，還有華北地區，像西南以及西北的量還是比較少的。 可以看到換電未來的用量是比較大的，建站的數量也比較多，去年年底新增1200座換電站，今年的增量還是低增的趨勢（數據還沒出來）。相對充電樁來說，前幾年國內從2011年到現在維持在50%左右的增速，換電這塊的增長率也是非常高的，達到30%、40%以上。換電站的建設還會進入加速時期。 換電的歷程受制于國家政策層面影響比較大，國家的政策、制度安排非常多，每年都會出臺一些政策，整個產業在發展的時候圍繞國家政策逐步實施、推進。 這里面看一下模塊對應產業發展要求也是在不斷演進的，早期從2008年左右到2011年，那個時候包括充電和換電的充電模塊等級比較低，當時沿用的是通信電源的模塊技術引進過來，那時候只能做到6kW；2012-2018年期間，從6kW-7.5kW-15kW-20kW，其實這個趨勢現在還在發展，截至今年為止，大的模塊已經做到40kW了，未來的需求包括像蔚來公司也提出更大的需求，單路輸出達到60kW，這也是一個發展的趨勢。 新能源車的滲透率全球擁有接近2000萬輛，這個數量增長是非常快速的。這里面換電站在家用比較少，在商用乘用車，包括特殊車輛，如物流車輛對換電的需求是非常迫切的，并且占比相當高。 可以看到幾個主要的換電場景應用，一個是商用車的換電場景，這種場景用的頻次比較高；非商用車對補能的要求比較高；還有私人換電站，他對于服務、對于續航的重視更高一些。不同的方式其實解決不同的問題。 換電站截止到現在，大家更關心的是怎么能在更短時間內達到像加油那樣快速便捷的方式，可以看到電池組數量不斷在增加，這個量越來越大；換電時間的要求越來越短，最早換電是10多分鐘才能換，現在可以做到1分鐘左右的時間，效率非常高，甚至有些時候比加油的時間還要更短。 可以看到有幾點要求：（1）電池組的容量增加，容量增大，效率要求更高；（2）對安全性、可靠性提出了更高的要求。很多換電站的故障率還是不低的，在有些特定的場所或者工況環境下，模塊還是容易損壞的，目前階段來看，整個換電體系里面所用的模塊是IP20直通風模塊，今年開始少部分地區開始采用高防火等級的模塊。 這里面還要關注一點，換電站作為將來在充換補能體系，它對于儲能的要求，對于電網提供能量反饋的要求，需求也越來越明顯。建一個換電站，它對電力容量是有要求的，這個時候往往很多地區不能滿足這種要求，一些新的技術比如儲能技術都會用到里面來。 針對這些問題，擴容、重復建設、常規故障率比較高、充電策略，怎么樣的電池組量比化。除了對換電系統做一些升級迭代，對于電池、對于充電模塊也提出了更高的要求。比如單容量模塊的容量提升，模塊化的可靠性提升、效率的提升，哪怕提升一個點，凈里就會增加一個點。還有持續安全的可靠運行，這種要求越來越高。 換電站在極端的場站會出現核心模塊用了三四個月全部壞掉，這種場站在東北已經出現過了，包括一些沿海的港口也出現過類似的情況，這要求我們提供高可靠的產品，去滿足整個系統的要求。對超寬的輸出功率范圍的提升，現在高電壓等級車型越來越多，850v以上的都有，以往都是300多V，對模塊也有更高的要求。 我們知道模塊主要解決效率，還有熱的穩定性和可靠性的問題，這里面我們提到三種技術路線，一是常見的IP20直通風的，再一個是獨立風道的（模式），還有液冷模式。 模塊本身無論是用在充電行業包括換電行業，它的發展趨勢還是遵循一定的規律，充電模塊、換電模塊的功率等級、顆粒度越來越大，它會降低單瓦的成本，系統建設的時候可以把系統做得更加簡單。另一方面，可以看到現在大部分模塊采用灌膠技術，尤其是在換電行業，很多用的全灌膠的技術。即使這種技術，在一些特定環境也不能滿足高可靠性的需求，這里面又提出了獨立風道的技術、液冷模塊的技術。 可以看到電壓等級也是不斷提升的，在這區間還有一些新的技術產生，比如對儲能的要求，用ACDC儲能模塊，包括DC/DC雙向模塊，后面會介紹到。 目前在換電行業主要運用的模塊是兩種模塊，30kW、40k，未來不排除ACDC雙向互動模塊，可以做電網互動，可以削峰填谷，保證電網的可靠性，保證系統的可靠性。 前面提到效率問題、可靠性，從提升效率方面，我們會采用一個新的技術，即碳化硅技術應用到系統里面。成本上還是有些壓力，未來3-4年左右，可能這個技術會完全進入到行業里面去，我們提供的模塊都會用高效的模塊，效率可以做到97%，甚至更高。模塊顆粒度，現有的20會慢慢淘汰，會被40以及60模塊所替代。架構會做得更加簡單，整個系統的體系也會做得更小，成本也會降低不少。 高防護要著重提一下，我們這款模塊在三四年前就已經推出了，在充電行業有成熟的應用，但是在換電行業是今年開始。在沿海地區、礦上或者粉塵比較大的地方，這種普通模塊不能滿足現有要求，我們提出了更高的要求，即獨立風道模塊，IP65主要是防護等級。整個模塊的散熱是模塊內部的器件和外部的空氣不發生對流交換，它是通過散熱磁片把模塊內部的熱量帶走，有效使模塊的設計壽命比如10年，我真正達到10年，我可以做5年以上的質保沒問題，普通模塊只能做到3年左右。 這塊要介紹儲充換電一體化，這個是電網互動。用到的AC/DC雙向模塊，在閑暇或者沒有車做換電的時候，有多余能量的時候，電網需要做調度的時候，可以反向向電網輸電，達到微電網的功能。這個技術在現有的換電企業逐步會把這種技術引用到。 接下來是新的充換電一體方案，這個方案比較復雜一些。母線的架構，這里面既用到DCDC、ACDC，像這種大型的結構其實解決的是未來綜合場站的技術應用升級。我們希望跟換電廠家不斷深入合作，把核心的模塊、核心的技術實際應用到場站建設當中去。 這個也是儲充換一體的，我們還會做DC/DC雙向，對電池的梯次利用也可以實現。包括光伏引入到這個系統里面，同時對電網也可以做回饋，包括V2G和V2H，都可以在這個系統里面實現。 在往前更進一步發展，還會推出更新的系統模塊，目前液冷的方式在換電系統里面沒有應用，未來不排除液冷系統（應用），目前超充站在做液冷方案，包括IP65方案，但是用在場站建設還沒有，我們模塊的產品已經做好了準備，將來大家做系統升級的時候也是一個選擇方向。 前面我把模塊大致介紹了一下，最后介紹一下我們公司。優優綠能是專注于做模塊的企業，目前有400多員工，在全球也是處于Top級的模塊供應商，我們專注只做模塊，和別的廠家有所不同。 這是產品迭代發展歷程，也是公司發展歷程。我們公司最早推出15kW、20kW、30kW、40kW，很多廠家的模塊包括外觀尺寸和優優是一致的。模塊的系列化非常全，我們未來做換電站去選擇的時候，不光做普通的換電站、做儲能換電站，我們都可以提供相應的模塊解決方案，比如ACDC雙向模塊、DCDC雙向模塊、DCDC單向模塊，我們都可以提供，我們是對模塊非常專注的企業。 在模塊的選擇上，其實很多人有誤區，以為誰做出個模塊很好，就可以拿去用，其實不是。核心模塊對驗證時間要求比較長，一款產品開發出來要3年以上的時間，才能保證你這個產品和你承諾的質保期保持一致，這里面會涉及很多認證，包括國網認證、海外CE、cTUVus、UL的認證，可靠的模塊是通過應用才能得到客戶的認可。
