能用10年的充電樁，你見過嗎？
12月1日在深圳，延期了近1個月的第五屆充電樁展會順利召開，在這個疫情反覆的時間下，不論是展商規模還是觀眾人氣，超乎我的意料，比預想中好很多，大家的熱情絲毫沒有受疫情影響。
我用了一天時間逛完了全部，也和很多新老朋友做了交流，先將我的觀展總結分享給大家：
1、市場依舊火爆。不僅是觀眾比較多，而且都比較專業，另一方面也看到了不少以前都沒聽過的新公司進入這個行業，有新人進入證明行業還在上升期。
2、出口火爆。得益於全球新能源市場爆發，尤其是歐洲市場，上半年歐洲整體的新能源汽車市場持續創新高，銷量突破100萬輛，再加上歐洲各國的充電樁補貼很高，而在疫情的影響下唯有中國的供應商是齊全且穩定的，多重刺激下面向海外的充電樁產品出口火爆。
3、產品同質化嚴重。不論是交流樁還是直流樁，大部分企業做的產品嚴重同質化，結構差不多，外觀也差不多。
4、價格戰繼續，沒有最低只有更低。直流樁一瓦突破3毛以下，交流充電樁現場有企業打出只要598元一臺，這種價格戰的惡性迴圈還會持續一段時間。
5、產品外觀普遍“醜”，缺乏設計。看了那麼多充電樁產品，大多數從外觀上缺少工業設計，樣子都差不多，傻大笨粗，顏值太低。反過來這也正是同質化帶來的價格戰，在價格戰下還要啥顏值。
6、缺少在使用環節的價值體現。大部分產品僅僅滿足能充電而已，並沒有過多考慮客戶在什麼場景下使用，需要什麼功能，為什麼要你的產品。同時在車主端使用體驗上的關注就更少了，這是陷入內卷競爭的結果。
不過在現場也還是發現了一些比較有意思的產品，比如：度普新能源的儲能充電一體化充電樁，蔚宇電氣的半整合直流樁，趣電的充放電一體交流槍，陽光電源IDC120kW整合樁，快電帶來的車位解決方案等等。
這裡讓我最感興趣的還是陽光電源120kW整合樁，這個樁跟我們市面上見到的不太一樣：
1、壽命長。這款樁設計壽命20年，使用壽命10年沒問題，這在充電樁行業還沒人吹這個牛。
2、體積小，顏值高。比市面上常見的120kW直流樁體積小很多，顏值線上。
3、整合化的結構設計。將控制與功率模組完全封裝在箱體前部，後部獨立風道散熱，與市面常見的模組式充電樁很不一樣。
圖為陽光電源120kW整合樁
現在市面上的快充樁質量參差不齊，故障率高，壽命短，為什麼陽光電源能用10年，是什麼勇氣敢讓他們吹這個牛。
在和陽光電源充電事業部副總裁陽嶽豐深度交流後，我大概有了答案。
1
為什麼這麼做？
為什麼做成整合化？這是我腦海中第一個蹦出來的問題，他們的研發導向邏輯是怎麼制定的。
因為目前傳統快充樁主要採用模組式和分體式的結構設計，所謂模組式是用20-30kw的功率模組並聯，將控制模組和功率模組放在機櫃內，而分體式是將控制模組和功率模組放置在後端的配電箱內，充電樁只是個充電埠而已，特來電的群管群控是典型設計。
陽嶽豐首先給整合樁做了一個定義，就是將除充電電纜和車輛插頭、人機互動外的所有其他基本構成單元置於密閉的櫃（箱）內，將功率變換單元整合為一體，採用獨立散熱系統對櫃（箱）體內熱流進行處理的充電機。
圖為120kW整合樁內部結構示意圖
至於為什麼這麼設計的回答也是簡單直接，他說：“我們在設計之初就在想誰來買我們的產品？他會怎麼用？市場上的產品有哪些不足的地方？這是我們做預研時面臨的第一個問題，快充樁一般都是拿來做運營的，是一個生產資料，這個基本屬性就要求產品一定要滿足“安全穩定、故障率低、長壽命、維護成本低”等特點，我們最後總結的關鍵詞是“保護資產，提升收益””。
“再就是陽光電源本身是做光伏逆變器起家的，專注電力電子轉換技術20多年，與充電樁的技術原理是相通的，光伏產品本身的特點也是在戶外使用，而且必須長壽命，一般都要求25年，與充電樁的使用場景也有相似之處，因此集團的產研思路和技術積累也給了我們很多幫助和啟發。最後是我本人做電力電子行業也已經20多年，對這方面的技術瞭解比較深刻”，陽嶽豐繼續補充了2點。
整合化之後帶來的好處也是顯而易見，主要表現有3點：
一個人想活的長壽，有2大因素決定：先天基因和後天環境，先天基因差後天環境再好也沒用，反過來也是如此，所以壽命=先天基因*後天環境，2個因素都高才能有長壽命。做產品也是如此，充電樁也一樣。
陽嶽豐舉了一個非常生動的例子。
整合樁是如何做到設計壽命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力、電流應力、熱應力、機械應力都在壽命評估的要求範圍內，可靠的理論計算模型和測試手段必不可少。
其次是環境因素，有汙染的環境會大幅壓縮產品預期壽命。對於充電樁來說，大環境裡很難排除雨水、粉塵、鹽霧等汙染物，躲不開，那我們就做個好的小環境。整合充電樁整機採用獨立風道設計方案，裝置內部器件與外部環境隔離，完全防止塵埃和水汽進入，給裝置內部營造了良好的小環境，提高了產品的環境壽命係數。透過同時提高基因壽命和環境因素，得到高壽命的產品。
陽光電源有20多年戶外大功率電源的設計和應用經驗，具備完善的產品壽命設計及評估體系，綜合了研發能力、檢測能力、供應鏈能力、製造能力、質量管理能力等，整合樁一開始就在非常完備的平臺上進行培育，體質強健。
陽嶽豐繼續補充道：“現在大家普遍採用的還是基於通訊電源的技術路線，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，這就無法達到我們可靠長壽命的目標要求。”
2
最難的還是熱管理
既然現有技術走不通，這就要求陽光電源重新設計充電樁的產品結構，為此陽嶽豐的團隊借鑑了集團光伏逆變器的組串式方案，並且專門開發了HiL模擬工具以及一系列的輔助開發工具，這些工具完全自主開發，屬於獨門秘籍。
一切的源頭從模擬模擬開始，自下而上，逐層模擬：
- 最底層的器件級建模模擬，包括器件、電路、熱管理、機械應力等。
- 中間層的整機建模模擬，包括整機的最佳化與防護。
- 頂層的站級系統模擬，光儲充不同系統之間的融合、最佳化排程。
完成這些模擬後，就是各種試驗與驗證，包括：真實場站驗證、100%老化試驗、防水實驗、沙塵實驗、EMC電磁相容實驗、高低溫實驗、熱管理實驗等等上千個測試專案。
所謂整合樁與傳統模組式的區別在於，傳統模組式的直流樁控制模組與電源模組分別放置，控制模組與其他開關件在機櫃前面，電源模組是一個一個堆置在機櫃側面或後面。
整合樁則是將控制模組與電源模組這些電子電氣件完全密封在機櫃前面，機櫃後面是獨立散熱風道。因為這種前後隔離的結構設計，帶來的好處是防水等級提升到IP65，整機可直接水洗，同時也保護了電子電氣件不受外界汙染，有效提高穩定性與壽命。
圖為120kW整合樁內部散熱示意圖
“整合化之後還有一個好處是減少了走線和接外掛數量，這些也是保證穩定長壽命的因素，所以簡單理解就是把所有可能影響穩定和壽命的因素都一個個控制住”，陽嶽豐說。
而在研發過程中最難的還是熱管理，這其實也是所有電源類產品都面臨的問題。熱管理做不好會加速元器件老化，從而提高故障率，影響最終的產品壽命。在這方面陽嶽豐在採訪時表示，一開始的模擬精度就很難，其次是在過程中的不斷最佳化，最終他們採取的是獨立風道強制散熱。
不同於傳統充電樁的模組散熱加整機散熱的結構，陽光電源的整合化設計導致散熱風道非常平順，且只有一組直流散熱風扇，而且位於中間位置，使得充電樁工作期間噪音更小，成本更低，效率也大大提高。
在採訪之前我跟很多業內朋友關於整合化方案有過交流，大家最為關心2個問題，一是售後成本，因為是整合化的，一旦出現問題好不好維修，成本會不會很高；一是可擴充套件問題，充電樁在往更大功率方向去發展，那麼這種整合化方案還能不能擴充套件？未來能否支援更大功率？
關於這2個問題，陽嶽豐給出了回答。首先他認為如果經常出問題那證明產品設計是失敗的，充電樁就應該是即插即用的，平時不需要什麼維護，頂多髒了用水衝一衝。如果真的壞了，陽光電源會提供備用新機，壞的機器返場維修後再給客戶裝上。
其次是可擴充套件問題，目前在現有這代方案裡是無法靠後期擴充套件模組來提高充電功率的，但是在整合化產品序列裡，陽光電源也在研發更大功率的充電樁。
同時陽嶽豐認為充電功率也不會無限制提高，目前120kW可以適配主流車型，未來200kW的充電功率會是一個比較合適的功率段。
3
整合化會是趨勢嗎？
所謂一人不為眾，獨木不成林。陽光電源選擇的整合化技術路線會是未來的發展趨勢嗎？
陽嶽豐給的回答是肯定的，他認為將來的充電樁一定是往更大功率、更高能量密度、更智慧、更友好的方向發展，而且一定要非常的輕巧精緻和美觀好用，就像我們的家用電器一樣，想想電視機從當年的大屁股發展到現在這麼超薄一樣。
要想做到這些整合化必然會是一種技術路線趨勢，目前陽光電源已經在牽頭參與制定整合化充電樁的相關標準。
在給這款整合樁產品評估先進性上，陽嶽豐則認為這應該是全球首款120kW整合化充電樁，而且陽光電源已經申請了全球專利。
如果別人也想如此設計，陽嶽豐認為首先他要掌握電力電子技術，其次是整樁的技術，還要做大量的資金投入，陽光電源在這一款裝置上的投入接近上億元，加上中央研究院的研發同事我們投入了上百人的研發團隊，歷時2年時間才開發出來。
談及潛在的競爭對手，陽嶽豐給的回答讓我有些意外。
“我認為真正的競爭對手在深圳，人才多，企業多，創業精神濃厚。國際企業不用太考慮，我在外企做過，比較瞭解他們的情況，還有另一個原因是在電力電子應用層面，中國人已經做的非常好了”，從陽嶽豐的回答和眼神中我看到了他的篤定。
陽光電源看似是跨界新勢力，但實際上他們從2016年就開始了充電樁的專案研發，截止目前已經有80餘人的專屬研發團隊，屬於典型的悶頭憋大招。
現在陽光電源120kW整合樁已經開始批次供貨，並且已經在多地進行落地，一款產品的好壞客戶和時間最終會給出答案。
圖為120kW整合樁實際落地專案
陽光電源在技術路線上的深入思考和創新是值得學習的。引領變革有時候真的不是你看得見的競爭對手，跨界來的才最可怕，他們採用一種完全不同的思路，降維打擊也好，或是用下一代產品來打現在的產品也好，這是挑戰者想獲得一席之地的唯一出路。
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