電動(dòng)汽車快速充電系列文章之一｜電動(dòng)車部署展望

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電動(dòng)車、電動(dòng)動(dòng)力總成和汽車功能電子化技術(shù)已存在多年。事實(shí)上，第一輛電動(dòng)汽車（EV）在19世紀(jì)末問(wèn)世。

圖 1. 19 世紀(jì)末的電動(dòng)車

然而，近年來(lái)，人們對(duì)這種替代燃料技術(shù)的興趣重生，特別是在20世紀(jì)末。由于希望減少對(duì)氣候的影響，該行業(yè)正轉(zhuǎn)離內(nèi)燃機(jī)（ICE）汽車。

基于內(nèi)燃機(jī)的車輛以石油為燃料，這是一種日益稀缺的資源，嚴(yán)重污染環(huán)境，是氣候變化的主要促成因素。

直到最近三到五年，我們才看到隨著法規(guī)的出臺(tái)、基礎(chǔ)設(shè)施的部署以及更多的插電式混合動(dòng)力車（PHEV）和電池電動(dòng)車（BEV）車型，行業(yè)開始采取具體行動(dòng)推廣，電動(dòng)車生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)擴(kuò)增，最終提高了電動(dòng)車的普及率。

近期這加速發(fā)展的最主要驅(qū)動(dòng)力之一是對(duì)全球汽車制造商實(shí)施的排放監(jiān)管政策。在歐洲，自去年（2020年）開始生效的更嚴(yán)格的措施可能對(duì)不遵守這些措施的汽車制造商的底線產(chǎn)生嚴(yán)重影響。這些法規(guī)在未來(lái)幾年將逐漸變得更加嚴(yán)格。難怪汽車制造商正在迅速行動(dòng)，增加他們的BEV車型，實(shí)際預(yù)測(cè)到2025年將有300款車型上路。

在消費(fèi)者端，政府在過(guò)去幾年里一直在向新能源車車主提供不同性質(zhì)的好處，以支持過(guò)渡到替代燃料車。從稅收減免，到免費(fèi)停車和充電服務(wù)，以及使用高乘載車輛（HOV）車道。

?圖 2.?按不同生產(chǎn)日期推出的 BEV 市場(chǎng)

資料來(lái)源: McKinsey/IHS Automotive (2019年7月)

此外，如果我們看看最近和現(xiàn)在，新冠肺炎(COVID-19) 一直是并將繼續(xù)是孵化幕后趨勢(shì)的加速器，如機(jī)器人化、5G和聯(lián)接，當(dāng)然還有電動(dòng)車……特別是，以新技術(shù)和創(chuàng)新為主的多年投資計(jì)劃——無(wú)論是在公共還是私人領(lǐng)域。這些力量正在刺激電動(dòng)車和PHEV的銷售增長(zhǎng)，特別是現(xiàn)在在歐洲。中國(guó)一直是采用、市場(chǎng)增長(zhǎng)和產(chǎn)品的開拓者，但最近幾個(gè)月，歐洲的銷售量已趕上了中國(guó)，達(dá)到了140萬(wàn)輛的整體水平，同比增長(zhǎng)137%。中國(guó)和美國(guó)的數(shù)字分別徘徊在134萬(wàn)輛和33萬(wàn)輛左右。

圖 3. 預(yù)計(jì)2020-2024 年新能源車的銷量

報(bào)告于2020 年 COVID-19 影響之前發(fā)布

電動(dòng)車快速充電基礎(chǔ)設(shè)施。

需求正在強(qiáng)勁增長(zhǎng)

除了促進(jìn)采用新能源車的直接激勵(lì)和措施外，整個(gè)環(huán)境還有其他變化也在加強(qiáng)向電動(dòng)汽車的過(guò)渡。過(guò)去一直有一些潛在的路障阻礙了向新車型的演變，最突出的是：續(xù)航里程焦慮、新能源車輛的價(jià)格（屬于“高端”內(nèi)燃機(jī)汽車類別的價(jià)格范圍），最后，電池的充電時(shí)間與傳統(tǒng)車輛給油箱加油的時(shí)間（一個(gè)簡(jiǎn)單、眾所周知的概念和快速過(guò)程）相比。增加電池容量和車輛優(yōu)化的千瓦時(shí)/公里比率，正在解決續(xù)航里程焦慮問(wèn)題。

近年來(lái)，BEV的價(jià)格正在穩(wěn)步下降，并越來(lái)越接近更廣泛的大眾市場(chǎng)類別，同時(shí)，如前所述，提供的車型更多了。

剩下的最后一個(gè)障礙是充電時(shí)間，慢速充電（有效功率不超過(guò)22 kW）和快速充電系統(tǒng)（22-400 kW及以上目標(biāo)）同時(shí)存在。特別是慢速充電系統(tǒng)已經(jīng)在家庭、公共停車場(chǎng)和工作場(chǎng)所的停車場(chǎng)相對(duì)廣泛使用（圖4）。

不同的是，快速充電系統(tǒng)主要在公共場(chǎng)所、商業(yè)區(qū)或充電站/樁使用，因?yàn)樗鼈冃枰獙Ｓ玫碾娏A(chǔ)設(shè)施，意味著大量的投資。

在慢速充電的最高額定功率下，該系統(tǒng)可提供多100公里續(xù)航里程，約50-60分鐘，但即使是這些也不能輕易部署在家庭。在較低的功率端，當(dāng)使用專用電纜連接到標(biāo)準(zhǔn)插座時(shí)，家庭和私人可使用1.4-3.7千瓦/小時(shí)（取決于地區(qū)和適用的法規(guī)，功率可能會(huì)更大），但需要約5小時(shí)（3.7 千瓦）來(lái)增加100公里續(xù)航里程。

相比之下，快速充電系統(tǒng)可在10分鐘內(nèi)提供這續(xù)航里程。對(duì)于相當(dāng)一部分駕駛員和使用情況來(lái)說(shuō)，慢速充電可能是個(gè)可行的解決方案，但顯然不適合所有人或每一種情況。

圖4. 2019年按國(guó)家劃分的私人和公眾可使用的充電樁

因此，有效和可持續(xù)地過(guò)渡到電動(dòng)汽車將需要部署快速充電基礎(chǔ)設(shè)施，以跟上道路上BEV的增長(zhǎng)步伐。不僅在數(shù)量上，而且在額定功率方面。功率越高，充電時(shí)間越短，這是一個(gè)重要的因素，因?yàn)殡姵厝萘坎粩嘣黾?，其技術(shù)不斷改進(jìn)，允許更高的峰值功率（更快的充電速率）。難怪估計(jì)快速充電器的增長(zhǎng)預(yù)測(cè)，從2020年到2027年，數(shù)量的年復(fù)合增長(zhǎng)率為31.8%，同期市場(chǎng)規(guī)模的年復(fù)合增長(zhǎng)率為39.8%。圖4描述了2019年全球慢速和快速充電器的分布。