能用10年的充電樁，你見(jiàn)過(guò)嗎？

12月1日在深圳，延期了近1個(gè)月的第五屆充電樁展會(huì)順利召開(kāi)，在這個(gè)疫情反復(fù)的時(shí)間下，不論是展商規(guī)模還是觀眾人氣，超乎我的意料，比預(yù)想中好很多，大家的熱情絲毫沒(méi)有受疫情影響。

我用了一天時(shí)間逛完了全部，也和很多新老朋友做了交流，先將我的觀展總結(jié)分享給大家：

1、市場(chǎng)依舊火爆。不僅是觀眾比較多，而且都比較專業(yè)，另一方面也看到了不少以前都沒(méi)聽(tīng)過(guò)的新公司進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，有新人進(jìn)入證明行業(yè)還在上升期。

2、出口火爆。得益于全球新能源市場(chǎng)爆發(fā)，尤其是歐洲市場(chǎng)，上半年歐洲整體的新能源汽車市場(chǎng)持續(xù)創(chuàng)新高，銷量突破100萬(wàn)輛，再加上歐洲各國(guó)的充電樁補(bǔ)貼很高，而在疫情的影響下唯有中國(guó)的供應(yīng)商是齊全且穩(wěn)定的，多重刺激下面向海外的充電樁產(chǎn)品出口火爆。

3、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重。不論是交流樁還是直流樁，大部分企業(yè)做的產(chǎn)品嚴(yán)重同質(zhì)化，結(jié)構(gòu)差不多，外觀也差不多。

4、價(jià)格戰(zhàn)繼續(xù)，沒(méi)有最低只有更低。直流樁一瓦突破3毛以下，交流充電樁現(xiàn)場(chǎng)有企業(yè)打出只要598元一臺(tái)，這種價(jià)格戰(zhàn)的惡性循環(huán)還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。

5、產(chǎn)品外觀普遍“丑”，缺乏設(shè)計(jì)?？戳四敲炊喑潆姌懂a(chǎn)品，大多數(shù)從外觀上缺少工業(yè)設(shè)計(jì)，樣子都差不多，傻大笨粗，顏值太低。反過(guò)來(lái)這也正是同質(zhì)化帶來(lái)的價(jià)格戰(zhàn)，在價(jià)格戰(zhàn)下還要啥顏值。

6、缺少在使用環(huán)節(jié)的價(jià)值體現(xiàn)。大部分產(chǎn)品僅僅滿足能充電而已，并沒(méi)有過(guò)多考慮客戶在什么場(chǎng)景下使用，需要什么功能，為什么要你的產(chǎn)品。同時(shí)在車主端使用體驗(yàn)上的關(guān)注就更少了，這是陷入內(nèi)卷競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。

不過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)也還是發(fā)現(xiàn)了一些比較有意思的產(chǎn)品，比如：度普新能源的儲(chǔ)能充電一體化充電樁，蔚宇電氣的半集成直流樁，趣電的充放電一體交流槍，陽(yáng)光電源IDC120kW集成樁，快電帶來(lái)的車位解決方案等等。

這里讓我最感興趣的還是陽(yáng)光電源120kW集成樁，這個(gè)樁跟我們市面上見(jiàn)到的不太一樣：

1、壽命長(zhǎng)。這款樁設(shè)計(jì)壽命20年，使用壽命10年沒(méi)問(wèn)題，這在充電樁行業(yè)還沒(méi)人吹這個(gè)牛。

2、體積小，顏值高。比市面上常見(jiàn)的120kW直流樁體積小很多，顏值在線。

3、集成化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將控制與功率模塊完全封裝在箱體前部，后部獨(dú)立風(fēng)道散熱，與市面常見(jiàn)的模塊式充電樁很不一樣。

圖為陽(yáng)光電源120kW集成樁

現(xiàn)在市面上的快充樁質(zhì)量參差不齊，故障率高，壽命短，為什么陽(yáng)光電源能用10年，是什么勇氣敢讓他們吹這個(gè)牛。

在和陽(yáng)光電源充電事業(yè)部副總裁陽(yáng)岳豐深度交流后，我大概有了答案。

1

為什么這么做？

為什么做成集成化？這是我腦海中第一個(gè)蹦出來(lái)的問(wèn)題，他們的研發(fā)導(dǎo)向邏輯是怎么制定的。

因?yàn)槟壳皞鹘y(tǒng)快充樁主要采用模塊式和分體式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所謂模塊式是用20-30kw的功率模塊并聯(lián)，將控制模塊和功率模塊放在機(jī)柜內(nèi)，而分體式是將控制模塊和功率模塊放置在后端的配電箱內(nèi)，充電樁只是個(gè)充電端口而已，特來(lái)電的群管群控是典型設(shè)計(jì)。

陽(yáng)岳豐首先給集成樁做了一個(gè)定義，就是將除充電電纜和車輛插頭、人機(jī)交互外的所有其他基本構(gòu)成單元置于密閉的柜（箱）內(nèi)，將功率變換單元集成為一體，采用獨(dú)立散熱系統(tǒng)對(duì)柜（箱）體內(nèi)熱流進(jìn)行處理的充電機(jī)。

圖為120kW集成樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

至于為什么這么設(shè)計(jì)的回答也是簡(jiǎn)單直接，他說(shuō)：“我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就在想誰(shuí)來(lái)買我們的產(chǎn)品？他會(huì)怎么用？市場(chǎng)上的產(chǎn)品有哪些不足的地方？這是我們做預(yù)研時(shí)面臨的第一個(gè)問(wèn)題，快充樁一般都是拿來(lái)做運(yùn)營(yíng)的，是一個(gè)生產(chǎn)資料，這個(gè)基本屬性就要求產(chǎn)品一定要滿足“安全穩(wěn)定、故障率低、長(zhǎng)壽命、維護(hù)成本低”等特點(diǎn)，我們最后總結(jié)的關(guān)鍵詞是“保護(hù)資產(chǎn)，提升收益””。

“再就是陽(yáng)光電源本身是做光伏逆變器起家的，專注電力電子轉(zhuǎn)換技術(shù)20多年，與充電樁的技術(shù)原理是相通的，光伏產(chǎn)品本身的特點(diǎn)也是在戶外使用，而且必須長(zhǎng)壽命，一般都要求25年，與充電樁的使用場(chǎng)景也有相似之處，因此集團(tuán)的產(chǎn)研思路和技術(shù)積累也給了我們很多幫助和啟發(fā)。最后是我本人做電力電子行業(yè)也已經(jīng)20多年，對(duì)這方面的技術(shù)了解比較深刻”，陽(yáng)岳豐繼續(xù)補(bǔ)充了2點(diǎn)。

集成化之后帶來(lái)的好處也是顯而易見(jiàn)，主要表現(xiàn)有3點(diǎn)：

一個(gè)人想活的長(zhǎng)壽，有2大因素決定：先天基因和后天環(huán)境，先天基因差后天環(huán)境再好也沒(méi)用，反過(guò)來(lái)也是如此，所以壽命=先天基因*后天環(huán)境，2個(gè)因素都高才能有長(zhǎng)壽命。做產(chǎn)品也是如此，充電樁也一樣。

陽(yáng)岳豐舉了一個(gè)非常生動(dòng)的例子。

集成樁是如何做到設(shè)計(jì)壽命20年的，首先從基因入手。在底層就要保證所有元器件的電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力都在壽命評(píng)估的要求范圍內(nèi)，可靠的理論計(jì)算模型和測(cè)試手段必不可少。

其次是環(huán)境因素，有污染的環(huán)境會(huì)大幅壓縮產(chǎn)品預(yù)期壽命。對(duì)于充電樁來(lái)說(shuō)，大環(huán)境里很難排除雨水、粉塵、鹽霧等污染物，躲不開(kāi)，那我們就做個(gè)好的小環(huán)境。集成充電樁整機(jī)采用獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)方案，設(shè)備內(nèi)部器件與外部環(huán)境隔離，完全防止塵埃和水汽進(jìn)入，給設(shè)備內(nèi)部營(yíng)造了良好的小環(huán)境，提高了產(chǎn)品的環(huán)境壽命系數(shù)。通過(guò)同時(shí)提高基因壽命和環(huán)境因素，得到高壽命的產(chǎn)品。

陽(yáng)光電源有20多年戶外大功率電源的設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，具備完善的產(chǎn)品壽命設(shè)計(jì)及評(píng)估體系，綜合了研發(fā)能力、檢測(cè)能力、供應(yīng)鏈能力、制造能力、質(zhì)量管理能力等，集成樁一開(kāi)始就在非常完備的平臺(tái)上進(jìn)行培育，體質(zhì)強(qiáng)健。

陽(yáng)岳豐繼續(xù)補(bǔ)充道：“現(xiàn)在大家普遍采用的還是基于通信電源的技術(shù)路線，這方面在壽命與可靠性上是有上限的，很難突破它的天花板，這就無(wú)法達(dá)到我們可靠長(zhǎng)壽命的目標(biāo)要求?！?/span>

2

最難的還是熱管理

既然現(xiàn)有技術(shù)走不通，這就要求陽(yáng)光電源重新設(shè)計(jì)充電樁的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為此陽(yáng)岳豐的團(tuán)隊(duì)借鑒了集團(tuán)光伏逆變器的組串式方案，并且專門開(kāi)發(fā)了HiL仿真工具以及一系列的輔助開(kāi)發(fā)工具，這些工具完全自主開(kāi)發(fā)，屬于獨(dú)門秘籍。

一切的源頭從模擬仿真開(kāi)始，自下而上，逐層仿真：

• 最底層的器件級(jí)建模仿真，包括器件、電路、熱管理、機(jī)械應(yīng)力等。

• 中間層的整機(jī)建模仿真，包括整機(jī)的優(yōu)化與防護(hù)。

• 頂層的站級(jí)系統(tǒng)仿真，光儲(chǔ)充不同系統(tǒng)之間的融合、優(yōu)化調(diào)度。

完成這些仿真后，就是各種試驗(yàn)與驗(yàn)證，包括：真實(shí)場(chǎng)站驗(yàn)證、100%老化試驗(yàn)、防水實(shí)驗(yàn)、沙塵實(shí)驗(yàn)、EMC電磁兼容實(shí)驗(yàn)、高低溫實(shí)驗(yàn)、熱管理實(shí)驗(yàn)等等上千個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。

所謂集成樁與傳統(tǒng)模塊式的區(qū)別在于，傳統(tǒng)模塊式的直流樁控制模塊與電源模塊分別放置，控制模塊與其他開(kāi)關(guān)件在機(jī)柜前面，電源模塊是一個(gè)一個(gè)堆置在機(jī)柜側(cè)面或后面。

集成樁則是將控制模塊與電源模塊這些電子電氣件完全密封在機(jī)柜前面，機(jī)柜后面是獨(dú)立散熱風(fēng)道。因?yàn)檫@種前后隔離的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，帶來(lái)的好處是防水等級(jí)提升到IP65，整機(jī)可直接水洗，同時(shí)也保護(hù)了電子電氣件不受外界污染，有效提高穩(wěn)定性與壽命。

圖為120kW集成樁內(nèi)部散熱示意圖

“集成化之后還有一個(gè)好處是減少了走線和接插件數(shù)量，這些也是保證穩(wěn)定長(zhǎng)壽命的因素，所以簡(jiǎn)單理解就是把所有可能影響穩(wěn)定和壽命的因素都一個(gè)個(gè)控制住”，陽(yáng)岳豐說(shuō)。

而在研發(fā)過(guò)程中最難的還是熱管理，這其實(shí)也是所有電源類產(chǎn)品都面臨的問(wèn)題。熱管理做不好會(huì)加速元器件老化，從而提高故障率，影響最終的產(chǎn)品壽命。在這方面陽(yáng)岳豐表示，一開(kāi)始的仿真精度就很難，其次是在過(guò)程中的不斷優(yōu)化，最終他們采取的是獨(dú)立風(fēng)道強(qiáng)制散熱。

不同于傳統(tǒng)充電樁的模塊散熱加整機(jī)散熱的結(jié)構(gòu)，陽(yáng)光電源的集成化設(shè)計(jì)導(dǎo)致散熱風(fēng)道非常平順，且只有一組直流散熱風(fēng)扇，而且位于中間位置，使得充電樁工作期間噪音更小，成本更低，效率也大大提高。

之前我跟很多業(yè)內(nèi)朋友關(guān)于集成化方案有過(guò)交流，大家最為關(guān)心2個(gè)問(wèn)題，一是售后成本，因?yàn)槭羌苫?，一旦出現(xiàn)問(wèn)題好不好維修，成本會(huì)不會(huì)很高；一是可擴(kuò)展問(wèn)題，充電樁在往更大功率方向去發(fā)展，那么這種集成化方案還能不能擴(kuò)展？未來(lái)能否支持更大功率？

關(guān)于這2個(gè)問(wèn)題，陽(yáng)岳豐給出了回答。首先他認(rèn)為如果經(jīng)常出問(wèn)題那證明產(chǎn)品設(shè)計(jì)是失敗的，充電樁就應(yīng)該是即插即用的，平時(shí)不需要什么維護(hù)，頂多臟了用水沖一沖。如果真的壞了，陽(yáng)光電源會(huì)提供備用新機(jī)，壞的機(jī)器返場(chǎng)維修后再給客戶裝上。

其次是可擴(kuò)展問(wèn)題，目前在現(xiàn)有這代方案里是無(wú)法靠后期擴(kuò)展模塊來(lái)提高充電功率的，但是在集成化產(chǎn)品序列里，陽(yáng)光電源也在研發(fā)更大功率的充電樁。

同時(shí)陽(yáng)岳豐認(rèn)為充電功率也不會(huì)無(wú)限制提高，目前120kW可以適配主流車型，未來(lái)200kW的充電功率會(huì)是一個(gè)比較合適的功率段。

3

集成化會(huì)是趨勢(shì)嗎？

所謂一人不為眾，獨(dú)木不成林。陽(yáng)光電源選擇的集成化技術(shù)路線會(huì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)嗎？

陽(yáng)岳豐給的回答是肯定的，他認(rèn)為將來(lái)的充電樁一定是往更大功率、更高能量密度、更智慧、更友好的方向發(fā)展，而且一定要非常的輕巧精致和美觀好用，就像我們的家用電器一樣，想想電視機(jī)從當(dāng)年的大屁股發(fā)展到現(xiàn)在這么超薄一樣。

要想做到這些集成化必然會(huì)是一種技術(shù)路線趨勢(shì)，目前陽(yáng)光電源已經(jīng)在牽頭參與制定集成化充電樁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在給這款集成樁產(chǎn)品評(píng)估先進(jìn)性上，陽(yáng)岳豐則認(rèn)為這應(yīng)該是全球首款120kW集成化充電樁，而且陽(yáng)光電源已經(jīng)申請(qǐng)了全球?qū)＠?/span>

如果別人也想如此設(shè)計(jì)，陽(yáng)岳豐認(rèn)為首先他要掌握電力電子技術(shù)，其次是整樁的技術(shù)，還要做大量的資金投入，陽(yáng)光電源在這一款設(shè)備上的投入接近上億元，加上中央研究院的研發(fā)同事我們投入了上百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)2年時(shí)間才開(kāi)發(fā)出來(lái)。

談及潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，陽(yáng)岳豐給的回答讓我有些意外。

“我認(rèn)為真正的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在深圳，人才多，企業(yè)多，創(chuàng)業(yè)精神濃厚。國(guó)際企業(yè)不用太考慮，我在外企做過(guò)，比較了解他們的情況，還有另一個(gè)原因是在電力電子應(yīng)用層面，中國(guó)人已經(jīng)做的非常好了”，從陽(yáng)岳豐的回答和眼神中我看到了他的篤定。

陽(yáng)光電源看似是跨界新勢(shì)力，但實(shí)際上他們從2016年就開(kāi)始了充電樁的項(xiàng)目研發(fā)，截止目前已經(jīng)有80余人的專屬研發(fā)團(tuán)隊(duì)，屬于典型的悶頭憋大招。

現(xiàn)在陽(yáng)光電源120kW集成樁已經(jīng)開(kāi)始批量供貨，并且已經(jīng)在多地進(jìn)行落地，一款產(chǎn)品的好壞客戶和時(shí)間最終會(huì)給出答案。

圖為120kW集成樁實(shí)際落地項(xiàng)目

陽(yáng)光電源在技術(shù)路線上的深入思考和創(chuàng)新是值得學(xué)習(xí)的。引領(lǐng)變革有時(shí)候真的不是你看得見(jiàn)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，跨界來(lái)的才最可怕，他們采用一種完全不同的思路，降維打擊也好，或是用下一代產(chǎn)品來(lái)打現(xiàn)在的產(chǎn)品也好，這是挑戰(zhàn)者想獲得一席之地的唯一出路。

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