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华为重磅发布AI闪充动力域全栈高压平台解决方案,实现安全 ... ...

新能源小汽(稿源) 2022-2-24 12:23 No.1752

尽管补贴一退再退,2021年Q1我国新能源汽车销量仍取得了高达51.5万辆的成绩。极致性价比的A00及极致智能化的电动车,都受到了市场的肯定,说明当前电动车市场发展已经转变为消费需求驱动。未来如何把握消费者痛点并解决,是当前电动车如何替代燃油车的重中之重。对于消费者而言,充电难是当前的主要痛点之一。如何快速提升充电时间且保证安全是行业未来的发展方向。


4月18日,华为召开了以“AI闪充 畅享电动未来”为主题的发布会,我们看到了行业内首个AI闪充动力域全栈高压平台解决方案。



高压路线保证大功率充电性能,车上车下产业链已具备,成本可控

现场华为给出了一套比较明确的技术目标:到2025年将推出电压平台超1000V,600kW功率的快充方案,5分钟即可实现SOC30%-80%的充电性能,让电动车和燃油车实现一样的补能体验。

华为AI闪充标准FC1、FC2、FC3演进路标


针对这一目标,华为选择了高电压的路线,即在今年先落地750V@200kW的FC1闪充充电方案,2023年落地1000V@400kW FC2闪充方案,2025年向FC3闪充标准演进。


选择这一路线的原因,我们认为有多方面的考虑,这里面技术层面上来讲,大电流已经到达了极致,如特斯拉的V3充电桩,最高电流高达500A,基本到了充电线束的极致,对一块100kWh的电池,也只能实现2C倍率左右的充电,未来要实现4C充电则必须升压。另外在30%->80%SoC宽范围充电区间中,高电压充电更快。华为现场远程直播了一场测试,可以看到一辆搭配华为高压闪充的极狐 αs HI版本和一辆相近电池容量的电动车在同样的最大功率下开始充电,充电结果显示虽然初始阶段大电流充电功率快,但很快出现了功率衰减,最终华为AI闪充方案由30%SOC充电至80% SoC全程用时仅14分39秒!

华为AI闪充高压平台解决方案充电速度,实测优于大电流方案~25%


另一方面,从产业层面考虑,高压快充相关标准及高压桩改造计划将于2021年开始落地。首先是由电网企业主导的国内大功率Chaoji快充标准预计今年将落地,最高可支持1000V,500A的充电功率。另外,因为电压平台可实现向下兼容,采用高压平台技术的充电桩企业可保证车桩适配性,避免桩企再进行重复性投资。根据规划,2022年将有90%的充电桩完成高压化改造,支持150kw及以上的充电功率,是相同功率条件下,高压快充技术方案电流较小,不必使用液冷枪。在现场,我们也看到华为最大30kW的高压直流充电模块,可以为桩企提供支持。

华为直流快充模块支持1000V电压演进


虽然桩端已经推动落地应用,但车端依旧面临着产业链发展不完善的问题,需要充电桩企业、整车企业、零部件企业共同推动,以满足消费者对大功率快充的需求。


基于此,华为推出AI 闪充动力域高压平台解决方案。其产品包括高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、高压同步电驱动系统、高压电池管理系统、直流快充模块、三电云和高压热管理系统。全栈产品可帮助整车企业实现高压平台产品快速搭载落地。

华为AI闪充全栈高压平台解决方案


后续的发布会中,华为也提到与400V产品相比,仅有电池系统成本增加,且小于5%,整车成本增加2%。未来随着超充桩的大量布局,整车成本可进一步降低。

超级桩平衡布局进一步降低整车成本


AI云端系统技术保证高压快充充电安全

对于大功率快充过程中,电池安全依旧面临极大挑战,据现场北航杨世春教授介绍,对于电池安全而言,当前主要原因之一为整车电池BMS无法精确预警失控风险,核心原因是整车BMS彼此独立,无法实现共享数据,部分BMS虽然可以实现数据上传,但上传数据无法进行实时有效大数据分析,无法及时实现风险预警。


在高压架构下,华为提出一套3A标准(AI Fast,AI Safety,AI Reliability)来保证快充安全性。

3A标准:AI﹢ Fast,AI﹢ Safety,AI﹢Reliability


当前量产的电池管理系统整体架构采用一主两从的布置方案,来支持750V高压架构。硬件层面华为通过BMIC采集芯片,提升BMU采样的性能及采样的精度。采集到的信息有两个去向,一个是车端BMS和云端。


车端BMS基于机理模型,充分考虑机-电-热多物理场的模型耦合,尤其是对温度场的控制能力,尽可能发挥充电潜能,避免因多工况行驶引起的热积累对充电功率的影响。在高压架构+AI的加持下,充电速度可提升30%。

AI模型与机理模型耦合迭代,全生命周期模型优化


在云端,凭借华为在AI领域的技术积累,华为云端算法平台不仅能够高频、多维、多量的采集车端数据,同时借助AI 算法能力实时分析数据,早于车端提前做出风险预警。除此之外,AI模型和机理模型之间可以进行耦合迭代,持续优化算法模型,提升预警能力。通过这两个模型的不断迭代,最终实现保障“早、准、全”三个冲突指标全部达标的最优解。


华为现场展示了一段在中汽中心开展的权威测试视频,采用针刺方式触发轻微热失控,使用小于1mm直径的钢针穿刺电池正负极,触发微弱内短路,然后正常充放电,模拟使用场景,2h后触发云端AI BMS异常报警。4h后触发动力电池热失控风险预警,而此时车端BMS还未发出任何预警。测试结果表明,华为典型故障类型,热失控等电池故障,实现了查全率、误报率低、提前预测等端侧BMS无法实现的效果。


技术+生态,高压“朋友圈”筹备促进产业快速落地

诚然,华为今天给出了一整套高压的解决方案,但当前高压快充面临的问题就和2015年一样,车企会顾虑没有足够的基础设施支撑,桩企会顾虑没有足够的消费使用,各个企业孤军奋战必然见效慢、投资浪费。我们也在现场听到不少类似的声音:“通过合作、协作推进这一技术路线的快速推进”,作为对这些声音的回应,华为也借本次发布会的机会,拉了一个“朋友圈”,这个高压快充产业生态圈筹备包含车企、桩企、能源企业和科研院校,从华为的发布会过程中,我们已经初步看到了这样一个圈子的雏形:一方面,车企的开发需求,和桩企的铺设需求可以实时同步,做车企、桩企的共同解决方案提供商。另一方面,由科研院校提供最新的研究成果,再由华为通过自己强大的云计算能力和AI能力打包成解决方案赋能车企,为消费者提供更有价值的整车产品。

高压快充产业发展圈筹备


总结

“政府的权威重要,行业的利益重要,但是都没有市场需求重要。我们做电动车的初心是推出好产品。”这是发布会现场董扬理事长说的一句话,我们深以为然。电动车发展到2021年,高度智能化是电动车大受欢迎的主要原因,但相较燃油车,这一壁垒并不坚固,一旦燃油车在智能化上补齐短板,补能时间长又会成为电动车新的弱点。所以在补能速度上实现与燃油车均等,这并不是为了产品卖点打造的噱头,而是在巩固电动车对燃油车的优势,加速去燃油车的进程。如在现场的一位百人会专家发言,我们希望的是一个“好用、安全、还便宜”的高压快充方案,能让消费者彻底打消“充电难”的顾虑,主动的去选择电动车。实现这点,需要整个产业协同努力,共同发展。



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