李博 《引领充电技术革新,赋能新能源行业发展》

发布日期:2023-09-18

核心提示:大家早上好!我是河北通合新能源科技有限公司李博,我带来的演讲题目是《引领充电技术革新,赋能新能源行业发展》。我的汇报分三
 李博(1) 


    大家早上好!我是河北通合新能源科技有限公司李博,我带来的演讲题目是《引领充电技术革新,赋能新能源行业发展》。
 
    我的汇报分三个部分: 
  
    一、充换电行业发展情况
 
    二、充电模块发展情况
 
    三、通合科技简介
    
    一、充换电行业发展情况
    往常的汇报通常会分析一下纯电动新能源的行业,包括充电桩、新能源汽车为什么要发展,未来发展的趋势怎么样。从左边的图上可以看到,从CPBA取的数据,现在发展的趋势和确定性已经非常高了。左边的图上面的部分是新能源汽车的销售数据,从2018年市场销售量是98万辆,一直到2022年增长到567万辆。这个增长速度在全球范围之内都是非常快的。
 
    下面的图是行业说的渗透率。当年纯电动汽车销售,我们占所有汽车的销量里面的占比。可以看到我们在2022年的时候已经达到了27.6%的水平,国家出了一个《五年发展规划》的时候,当时提到2025年,希望我们的新能源汽车销量渗透率可以到达20%。
 
    我们在第一个五年计划的范围之内远远没有到期的时候,我们已经完成了27.6%,这个是非常好的数据。
 
    中间的图是2022年全年新能源汽车的销量。可以看到第一个是中国的比亚迪,销量非常多;第二个是上汽通用;第三个是特斯拉。剩下的下面大部分全部是中国的企业。这一页主要是想为中国的制造加油点赞,我们在全球新能源汽车发展,整个中国处于非常领先的阶段。
 
    可以看到2022年,我们的零售大概是567.4万辆,2023年的数据应该会远超这个。有一些专家预测,有可能达到千万辆的级别,渗透率还会不断再增加。
 
    这一页是国内充换电设施的发展。刚才是新能源汽车,这一部分是充电桩。从左边的图上可以看到2022年-2023年4月份的数据,我们充电桩的数量也在不断增加。到2023年4月底的时候,全国充电基础设施累计数量已经达到了609万台,新能源汽车保有量约为1532万辆,车桩比也在持续降低。大概5年前我们在做论坛的时候,当时的车桩比应该是维持在1:5,1:4、1:3,现在基本在1:2.2左右这个水平。
 
    近年来,国家在大力发展新能源,各种各样的政策也在不断推出。我们这个行业应该是最不缺政策支持的,在5月5日的时候,国务院常务会议审议通过了《加快推进充换电基础设施建设》的政策,下面还有一个数据。
 
    第一个是新能源汽车销量,2021年是351.9万台,2023年达到850万台,现在新能源汽车包括充电桩的发展也是比较好的。
 
    这一页是海外,刚才提到了中国,为中国的制造加油点赞。海外的充电桩和新能源汽车的发展这两年近期也在大幅度增加,强段时间我们去了一趟泰国东南亚那块,他们在去年之前的发展新能源这块速度非常慢,今年泰国附近的国家包括泰国,也在推出各样的政策,在大力支持新能源的发展。
 
    在欧洲这块,可以看到渗透率也已经达到了20%以上,23.7%。欧洲的发展速度是快于东南亚的,但是晚于中国国内,这两年政策也在不断推出。
 
    根据欧洲电力贸易协会的预测,到2035年欧洲将有1.3亿辆电动汽车上路,未来十年的基础设施扩建,大概需要投资620个亿美金。
 
    美国方面,在2023年2月,拜登政府又发布了全美电动汽车充电设施的规定,计划在2030年前投资75亿美金,大概建设50万台公共充电桩。
 
    在国内运营的过程中,还是老生常谈的几个问题。我们总结的大概有三个痛点:
 
    1、故障率高。
 
    从2007年国内开始发展新能源汽车充电桩这个行业以来,充电桩整体的故障率高就是摆在所有人面前的痛点。这两年故障率在不断降低。原因是为什么?充电桩是一个大功率的室外设备,比较容易受到环境的影响,但是我们充电桩又往往放在了一些环境特别恶劣的地方,比如沿海高盐雾、高湿度,现在一些矿山、港口都有大量充电桩的放置,这些应用场景对于充电桩设备是非常不友好的。
 
    2、投资回报时间长。
 
    充电桩的价格假设是100kW的,市场价在三万五千人民币,假设服务费每度按5毛收的话,一年的收益大概是在1900元,而且这个假设里面是充电桩使用率在70%以上,这是非常高的比例。在这种情况下,充电桩的投资回报需要1.8年,这个也没有含电损、建设费用、场地费用,再算上这些费用,大概的投资回报,好的地方应该是三年以内,但是大部分地方应该是五年以外,比五年时间要长。所以投资回报这块时间比较长。
 
    3、噪音。
 
    在之前新能源汽车少的时候,噪音这个问题大家关注的不是特别多,有些小区做了充电桩以后会有投诉。现在纯电动汽车越来越多,噪音的问题亟需要解决。而且充电设施大部分噪音满载的时候处于75dB的范围之内。
    
    二、充电模块的发展
 
    2007年的时候,国内开始做充电桩。当时是2008年,中国要开奥运会,有一些示范工程。2007年开始之后,从2010年国内推出很多换电的项目,有一个非常典型的就是在青岛的薛家岛,当时推出的充电桩大概电压在100V左右,2011年的发展,当时输出提高到500V。根据行业的发展,到2017年、2020年的时候,行业陆续提高到1000V的电压等级,随着行业的痛点,我们为了解决一些问题,功率密度、可靠性也在不断增强。
 
    现在行业内一些液用的充电模块大概分四个维度。
 
    (1)按功率。行业内现在有7000瓦,15千瓦,但是现在主流的有20千瓦,过渡到30、40千瓦的模块。
 
    (2)按电压,有100/200V低压的应用场景,像一些电动叉车,还有500/750/1000V充换电场景。
 
    (3)按防护。现在分为风冷、自冷、灌胶、独立风道、液冷。
 
    (4)按功能。大部分有单向的,我们说的这个单向就是AC到DC,然后由DC到DC。还有就是双向输入,就是交流和直流都可以输入。V2G就是为了解决能量互动的一些问题,
 
    根据前面的这些描述,我们判断了一下未来的趋势,我们认为电压这块还会有一些增长。随着纯电动汽车要解决它的瓶颈问题,就是要快速充电和更大的载电量。之前行业讨论过高压还是高电流,大部分人用的是高电压方案,再配一个比较大的电流,比如单枪600A。我们预测充电桩和充电桩模块还会继续高压,判断在两年以内应该会发展到1500V。
 
    另外一个趋势就是高功率密度,这个是结合刚才提到的成本回收。现在整体来说,北上广深这些地方的充电站现在盈利水平是特别好的,但其他的地方盈利水平还是比较差。未来,我觉得功率密度和成本息息相关,也会继续有一个发展的趋势。
 
    高功率密度带来几个优势:
 
    1、成本优势。
 
    2、更利于充电桩进行高端化设计。
 
    3、便于维护。
 
    4、成熟的技术更有利予支持液冷模块的发展。我们把高功率密度不断提高之后特别有利,把外面的结构件做重新设计,就会很方便的做成液冷模块。
 
    5、高可靠。解决故障率高的问题,液冷是解决高可靠一个比较好的方案,在液冷之前我们认为有一些灌胶和好的设计,都可以提高可靠性。提高可靠性也带来了综合的模块全生命周期的运营成本,超过充电桩,从全生命周期来算,性价比会远超常规的充电模块。
 
    6、智能化。我做了一个图片,比如未来的模块端的OTA升级,低噪音、功率因素可调,这是欧洲提出的功能需求,还有其他的一些,这是未来的发展趋势。
    
    三、介绍一下通合科技

    介绍一下河北通合是什么样一家公司,我们是一个老牌做电源的公司,右边是我们的组织架构。石家庄通合在创业板的上市公司,300491。下面分了三个板块,第一个是新能源汽车,主要做充电模块,我们在河北通合做全资的子公司;中间部分是智能电网的事业部,这个是做传统的操作电源,这个电源现在在行业内的占有率在60%以上,市场规模比较小;最后一部分是在西安霍威,也是一个全资的子公司在做这部分,做军工电源,像飞机、导弹、雷达上的电源,我们都在供货。
 
    总结来说,通合就是一个老牌做电源的企业,我们从90年的时候开始专业做电源。
 
    这部分是我们的测试中心,为了提高产品的可靠性,除了充电模块,刚才也提到做军工。军工对于产品的可靠性要求非常高,我们投资建了一个实验室,这个部分陆续的投资大概已经超过了1个亿,在1.2个亿的水平。我们也难道了CNAS认证,还有军工的DiLAC认证,我们现在做CMA的认证。后期我们的实验室可以为充电桩的客户出一些检测报告,都没有问题。
 
    下面放了几个图片,第一个是我们60立方米步入式的温箱,它可以帮助充电,可以放很大的充电桩,像充电堆、分体式的都可以放。还有3米法的半电波暗室,这个主要做一些辐射和传导。后面是电气实验室,可以对充电模块做全方位的测试。
 
    这个部分是我们长期可靠性实验,我们会给所有产品做破坏性实验、环境实验、灌胶的产品。
 
    生产中心,我们公司是在河北的石家庄,所有的生产,包括从研发、设计端到生产,都是我们自己在做。这是我们的生产中心(如图),现在生产面积达到了6万平方米,我们除了在河北石家庄,在西安也投建了一个厂,大概50多亩地,是一个比较标准的生产基地。石家庄和西安加起来有6万平方米,专门为充电模块做的生产基地。在去年的时候,整个行业发生了充电模块交付不及时的情况,除了元器件受影响,整个行业在交付这块没有做好准备,整个市场容量不断在增加。为了应付交付的问题,我们投资了西安建厂之后,现在达到了年产50万台标准充电桩模块的能力。
 
    右边展示的是我们自己的设计,像SMT贴片机,现在有8条贴片机的线。焊接这部分稍微大一点器件,也是用的全自动插件机,后面是三防灌胶机,又新买了三个灌胶的全自动生产线。总体来说,自动化率能达到70%以上,在行业内是比较领先的。
 
    这是产品质量,我们先后通过9000国际质量体系认证,还有军工产品质量体系认证、还有16949汽车质量管理体系认证。我们和一些车企也有很好的合作。
 
    这是我们充电模块的发展,从2007年开始做充电模块,在2007年的时候因为北京做奥运会,我们开始发展新能源行业,当时为北京奥运会提供了很多模块。在2011年的时候,我们参与了薛家岛换电站里面充电模块部分,一直应用到现在还在正常运营。
 
    我们在第二代、第三代、第四代都是从模拟电路到数字电路的转变,第五代做出了20kW模块,第六代是行业内首批推出的国网三统一的模块。当时我们已经在使用全碳化硅的方案了,我们的模块峰值效率已经可以达到97.5%以上了。第七代的时候,2022年又推出了1000V,我们也是行业内首家把三统一模块从750提升到1000V的公司,在2022年又推出了30kW和40kW的模块。
 
    这是我们自动的灌胶设备,拍了一个局部(如图)。全自动的还在一些调试,为了针对于行业的痛点,刚才提到严酷使用环境及长质保的场景,我们所有的模块在推灌胶方案,已经可以实现所有通合全系模块灌胶的方案。从去年的时候,去年大概3月份开始,我们陆续在海南投放了1万多台充电模块,灌胶的使用情况到现在非常良好,而且它的故障率远低于做普通的三防模块。
 
    针对于行业痛点,我们还推出了两款产品。首先第一个是30kW集成的模块组,我们现在没有把它装一个外壳,装上外壳之后可以做成液冷模块,也可以把这个提供给充电桩的企业做一些整体的防护,比如说充电桩里面做一些机芯的搭配,统一做一些散热板,统一再做一些散热方式,这种方式也会大幅度提高充电桩的防护等级。除了在防护上,我们在噪音方面也是特别友好的。
 
    针对于性价比,我们今年推出了TH30F30kW的模块,完全符合国网三统一的模块。国网三统一的模块我们做的时间很长,在国网体系内占比应该是70%以上,为了更好的更替20kW的模块,我们推出这个尺寸的30kW,也是重新设计。左边有一个动图是里面的布局,包括一些特殊的器件都做了特殊设计,我们还申请了一些专利,在散热方面不需要有大的考虑。
 
    它的特点:首先,恒功率是300-1000V,输出是50-1000V,具备灌胶等,性价比比较好。
 
    右边是海外,我们今年马上会在国外展会推出完全符合ClassB认证的产品。
 
    时间有限,除了做充电模块,我们推出了一系列的解决方案提供给客户。最左边除了充电模块,这是一个充电桩的解决方案,里面会有一些监控的主板,中间是户储,最近在国外题材比较火,从电网侧做一个双向互动,里面涉及到V2G的产品,我们可以给客户提供整体的解决方案。右边是直流母线,包括从电网下来,通过PCS的交流到直流的变化,双向的DC/DC的变化,我们可以提供整套的解决方案。
 
    未来长期的产品规划是针对这些应用场景,比如住宅、学校。未来大部分人的充电场景是在自己家、学校、商场有一些小型充电,可能是直流也可能是交流。这是应用20-40kW的集成化,它对噪音要求也是比较高的。后面有一些商超、矿山市的场景,我们提出了一些模组静音模式、高防护的模块。
 
    这个是现在全系的产品,V2G的有两款,液冷的有40kW和60kW的两款,DC/DC有一款,低压的模块有一款,常规1000V风冷这块有四个功率等级,但是30kW实际上有两款,一个是三个风机,一个是两个风机的产品。
 
    让每台充电桩都拥有一颗通合心。谢谢大家!

 
 
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