全球對碳排放和城市污染的關(guān)注度不斷提升，推動(dòng)著(zhù)汽車(chē)行業(yè)向混合動(dòng)力及純電動(dòng)動(dòng)力系統轉變，而電池和電機技術(shù)的發(fā)展也為這一趨勢提供了助力。但是，電動(dòng)汽車(chē)和充電樁的關(guān)系卻陷入了“先有蛋，還是先有雞”的怪圈。為了推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的普及，仍需解決以下幾大挑戰來(lái)緩解電動(dòng)汽車(chē)的續航里程焦慮：充電速度必須變得更快，全球的加油站網(wǎng)絡(luò )需要升級為電動(dòng)汽車(chē)充電設施，以及引入獨立的充電站。
究竟為何如此？研究數據表明，在5兆瓦的充電站完成電動(dòng)汽車(chē)的充電，幾乎與加滿(mǎn)汽車(chē)油箱一樣快。2019年3月，特斯拉宣布推出V3 超級充電樁，采用液冷充電線(xiàn)纜，可支持高達250kW的峰值充電功率。盡管電動(dòng)汽車(chē)的能源利用效率高于燃油車(chē)，但要讓電動(dòng)汽車(chē)全面取代燃油車(chē)，發(fā)揮同樣出色的性能，仍然有一段路要走。實(shí)現該目標，需要整合高電壓、大電流和復雜的電源轉換、濾波及充電管理系統來(lái)縮小差距。未來(lái)還需部署一些相當復雜的連接器、電纜、繼電器、電子轉換器和無(wú)源器件來(lái)提供能與加油站相匹敵的快速、安全的充電設施。
市場(chǎng)研究機構Markets and Markets發(fā)布的報告顯示，充電樁市場(chǎng)的潛力巨大。據預測，電動(dòng)汽車(chē)充電樁的市場(chǎng)規模將從2017年的32.2億美元增長(cháng)至2023年的304.1億美元，在2018年至2023年之間的復合年均增長(cháng)率為41.8%。
從電動(dòng)汽車(chē)充電樁的全球分布來(lái)看，中國在充電基礎設施部署方面已處于世界領(lǐng)先地位。安富利華東區銷(xiāo)售總監王航表示：“中國正在快速部署電動(dòng)汽車(chē)充電樁，過(guò)去三年全國充電樁保有量的年均復合增長(cháng)率約為50%。充電樁規模的快速增長(cháng)在全國形成了龐大的充電設施網(wǎng)絡(luò )。如今，充電基礎設施已遍布全國各個(gè)角落，其觸角甚至擴展到了偏遠的農村�！�
“中國電動(dòng)汽車(chē)充電樁市場(chǎng)正以每月新增約30,000個(gè)充電樁的速度快速增長(cháng)。目前的車(chē)樁比約為3:1。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的制造和銷(xiāo)量在中國持續增長(cháng)，未來(lái)充電樁市場(chǎng)也將迎來(lái)進(jìn)一步擴張�！� 王航補充道。
除了制造商的支持，中國電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施的部分增長(cháng)動(dòng)力來(lái)源于“新基建”的建設。新基建吸引著(zhù)來(lái)自全國乃至全世界的投資�！吧踔烈恍┗ヂ�(lián)網(wǎng)公司也在進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的智能化和數字化轉型�！蓖鹾街赋�。
王航預計中國充電基礎設施在未來(lái)幾年將保持50%的年均復合增長(cháng)率。但是，目前國內充電基礎設施的利用仍然面臨著(zhù)一些挑戰，亟需良好的維護、日常運營(yíng)以及可持續的盈利模式。他的團隊正在幫助客戶(hù)快速進(jìn)入這一迅猛增長(cháng)的市場(chǎng)，同時(shí)幫助其降低成本。
交流充電和直流充電，誰(shuí)主沉��？
以上數據對于潛在的電動(dòng)汽車(chē)買(mǎi)主而言無(wú)疑是利好消息。但是，充電方式、支持的充電基礎設施等多方面的差異仍會(huì )影響普通用戶(hù)的使用。
或許目前存在的最大差異在于電動(dòng)汽車(chē)用的是直流電 (DC) 還是交流電 (AC)。由于電池必須使用直流電進(jìn)行供電，因而這兩種充電策略之間真正的區別在于A(yíng)C/DC轉換器是內置到充電樁上還是車(chē)上。電網(wǎng)中的電是交流電，因而部分車(chē)輛會(huì )使用單相或三相交流車(chē)載充電機，而后將其整流為適用的直流電。部分車(chē)主則希望能夠利用充電樁將交流電轉變?yōu)橹绷麟�，以便直接使用電纜傳輸的直流電為電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電。
相比而言，直流充電通常功率更大，因為充電樁能夠使用體積更大、更高效和散熱更快的整流電路。除了充電速度以外，直流或交流充電的轉換成本是由直流充電網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)商承擔，還是由用交流電為電動(dòng)汽車(chē)充電的車(chē)主來(lái)承擔，也會(huì )影響消費者對充電方式的選擇。部分充電標準允許車(chē)輛與電網(wǎng)之間的雙向充電，因此電動(dòng)汽車(chē)可以作為分布式電源，在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)反向送電，有利于電網(wǎng)的穩定運行。這種穩定電網(wǎng)的作用反過(guò)來(lái)還能幫助該充電標準獲得當地監管部門(mén)的支持。
在當前技術(shù)快速發(fā)展的階段，供應商試圖通過(guò)安裝專(zhuān)有的充電器和連接器留住其客戶(hù)群，而遵循通用標準則可以擴大充電網(wǎng)絡(luò )使之惠及大眾，兩者之間存在著(zhù)矛盾。根據過(guò)往的技術(shù)發(fā)展經(jīng)驗，電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)需要全面普及化的充電設施，同時(shí)消費者在購買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)也會(huì )更多地考慮充電是否方便。未來(lái)，充電設施的標準化意義重大，將改變電動(dòng)汽車(chē)充電市場(chǎng)的競爭格局。
連接器領(lǐng)域亟需突破
作為充電電源與電動(dòng)汽車(chē)電池系統之間的接口，連接器的設計至關(guān)重要。
Type 1連接器是一種單相交流充電插頭，主要在亞洲使用，它能支持高達7.4kW的充電功率。Type 2插頭支持三相交流充電，置于家庭車(chē)庫等私人充電環(huán)境中最高可支持22kW的充電功率，安裝于公共充電樁則最高可支持43kW的充電功率。特斯拉使用改進(jìn)版的Mennekes Type 2插頭，讓其車(chē)主實(shí)現快速充電。有趣的是，鑒于中國市場(chǎng)的重要性，特斯拉和其他公司又開(kāi)始在其標準插座旁安裝 GB/T快充插座。中國作為全球最大的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)正在建立GB/T充電標準。
當前售賣(mài)轉換器和適配器的第三方行業(yè)已經(jīng)興起，以支持電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主使用任意充電樁為汽車(chē)充電，但使用適配器和轉換器時(shí)的充電速度比充電樁自帶的連接器要慢。
零部件市場(chǎng)機會(huì )正當時(shí)
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規模龐大，全球每年的汽車(chē)產(chǎn)量接近1億輛。汽車(chē)行業(yè)向電動(dòng)汽車(chē)的轉型正在重塑產(chǎn)業(yè)格局。以中國市場(chǎng)為例，新入局者可能會(huì )從購買(mǎi)汽車(chē)向購買(mǎi)出行服務(wù)轉變，并且從電動(dòng)汽車(chē)納入電網(wǎng)的趨勢中獲益。
汽車(chē)行業(yè)的變革為零部件制造商創(chuàng )造了新的商業(yè)機會(huì )，在銷(xiāo)售現有零部件的基礎上他們通過(guò)創(chuàng )新迎來(lái)了新的機遇。例如，提高用于車(chē)載充電機的功率器件的能效，就可以加快交流充電的速度，讓電動(dòng)汽車(chē)變得更加實(shí)用。這也需要更有效的濾波技術(shù)來(lái)抑制雜散干擾。如上文所述，連接器的設計將成為影響充電速度的關(guān)鍵因素，也會(huì )影響人們對電動(dòng)汽車(chē)續航里程的理解。
所有的技術(shù)創(chuàng )新都必須滿(mǎn)足不斷發(fā)展的國家和國際標準的需求，并且在全球范圍內批量交付的零部件也需要符合嚴格的汽車(chē)安全和質(zhì)量標準。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)逐漸取代燃油車(chē)，移動(dòng)出行市場(chǎng)也將取代消費電子市場(chǎng)成為新的風(fēng)口，這也意味著(zhù)廠(chǎng)商需要加快零部件的開(kāi)發(fā)和認證，以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展需求。一場(chǎng)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)主導權的爭奪戰已悄然打響。 |
