聊聊商用车MW级充电

欧洲2018 年 3 月的时候成立了专门针对商用车高功率充电工作组，简称HPCCV；这个工作组隶属于CharIN ，主要是针对商用车大功率充电制定相关的标准；

HPCCV 于 2018 年 9 月召开了会议，达成了基本共识 即特斯拉、ABBElectrify America、paXos和史陶比尔五家公司分别提交了满足要求的接口方案；其中这里面特斯拉是唯一一家车厂，而且有自己的原型重卡Semi和自己的充电网络Megacharger的厂家，特斯拉的提交标准测试的原型机为其计划为加州的租赁和物流公司 MHX 交付的10台样车，会搭载特斯拉自家的Megacharger充电系统。

 

从外媒新闻看一度认为特斯拉的方案是最有可能被最终采纳，近期由 Twitter 用户@hwfeinstein也曝光的新照片让我们可以近距离观察特斯拉 Semi和 Megacharger 终端可能是最新的预生产版本，展示了特斯拉在Giga Nevada电池超级工厂的第一个超级充电站，充电站采用了黑白配色，从图片充电电缆来看，还是比较细的，应该是采用了最新的超充方案，虽然特斯拉因受制于电池产能等原因推迟了semi交付时间，预计需要到2022年才能交付

回到标准本身，去 年 9 月 23 日至 24 日，美国国家可再生能源实验室 (NREL) 与CharIN 联手举办了大功率电动汽车充电连接器测试活动，在最新一轮的测试和评估中，合作伙伴尝试了适用于中重型车辆新大功率充电标准的入口和连接器的兼容性，并取得了成功。据NREL称，MCS将支持充电容量高达3.75MW，是目前500kwh的轻型快速充电技术的7倍。

NREL 和 CharIN 估计，未来的卡车充电站必须提供 1 兆瓦或更高的快速充电,而且欧美在不同程度的做相关布局，基本上可以覆盖 6~8级卡车、船舶、飞机等商用充电需求；

对于MCS这个3.75MW的充电，也是基于CCS的基础上的，所以通讯协议也还是ISO/IEC 11518，但是充电物理界面不知道能不能向下兼容，新接口也增了V2X等要求，新的物理接口最大的问题应该就是这么大的电流，热系统的问题

从相关资料里，我们能看到， 相比现在500KW的冷却充电，单循环冷却而言，新的MW级接口采用了主动双向冷却，同时最大程度的缩短了充电线束的长度，降低热损耗。

欧美的进度速度很快，如果明年初MCS的标准能够出来，戴姆勒、特斯拉 企业的跟进落地，那市场会有一个更快的响应，这个对我们来说进度上可能会跟不上，这个会对我们未来进入国际市场会有一定的影响，我们国内目前针对这种大功率的补能，一方面我们在走中日联合的“chaoji"的大功率充电的路线，这是基于”chaodemo"的快充系统，另外一方面我们针对商用车提供快换的方式，前面一种方式目前我们受制于国内基础设施的更新换代慢、受制于车、桩、连接器等企业的共同推动力度不够等原因，正式标准也迟迟还未推出；后面一种方式我们目前受制于充电站昂贵，市场保有量低等因素，目前还是国家层面在主导推进，从商用车客户企业角度而言，成本越低是越好的，所以短期来看换电的方式更适合国内市场的需求，但是换电是一个重能耗的事情，这不仅仅需要电池厂家、车企、系统厂家、运营方、投资方等共同的合作努力，同时也需要国家层面的政策主导，但是我们看乘用车的换电推到国外，在国外建换电站非常难，这涉及非常多的因素，所以我们的市场固然大，但是未来如果商用车车企要走出去，当地建站的复杂性也是需要考虑的问题。

聊聊MW级充电器的设计思路

如上面提及的，MW级的充电，不同于现在500KW的液冷设计思路，现在是液冷大多是通过桩端冷却系统带走插头端及插头插座端的热量，这种方式冷却的速度和面积都是非常有限的，而且还是会有不同程度的损耗，所以CharIN 也考虑了在MW级采用双向的主动冷却，车端也能够冷却，同时要最大程度的缩短充电回路

如果电流高达3000A，就算用双向的主动冷却整体尺寸也会非常的大，之前chargepoint给电动飞机充电开发过一款，就非常的笨重；

我们通过看测试文件的图片看，其实测试原型机尺寸看起来不是特别大，基本上单人操作肯定是没问题的，所以非常好奇其内部的设计结构是什么样的，如果分析一下，主要是热量的问题，首先热量主要来源于几个关键的接触部位，插头电缆和插头之间、插头和插座之间、插座和车端之间，这个里面插头和插座之间的接触温度会比较高，所以对于充电器也好，车内高压连接器也罢，如果想要提升载流的同时还能缩小尺寸，那就需要针对这个地方的电能传递形式做一些突破或者创新，比如从圆形的插针式接触改为矩形的片式接触，这就是一种形状上的改变，可以缩短尺寸的同时提高载流，比如泰科、安费诺的等国内品牌都有类似的产品。

当然我们除了把圆形改为矩形接触以外，还可以改变其接触形式，比如端面的接触等，以及径向的接触，我们看测试方案厂家中，各家多少都有一些MW充电的方案应用，比如特斯拉之前的smei卡车多芯的方案，比如史陶比尔的给港口AGV提供的自动充电方案，但是这其中ABB的方案和德国的初创公司paxos方案值得关注，

paxos推出了一种全新的充电方案，他们成为“Cool-Load Megawatt”，这也是他们给CharIN提供的MSCS的方案，通过径向大面积的接触形式，和非常巧妙的接触机构，在充电插头插入后，无需用力即可将充电插座的接触环拧紧，而且还可以自动拧紧，从而产生较高的接触压力，验证后自动开始充电过程，它还可以通母端内部的球阀，实现双向的冷却，而且paxos还推出了特制的液冷电缆，来配合自家的充电器，可以提供最高3000A的充电，完全符合MCS的充电要求，某种程度上，paxos的方案更接近加油的尺寸大小，所以还是非常值得被看好的；