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美國公共充電設(shè)施全景觀察

作者:中國儲(chǔ)能網(wǎng)新聞中心 來源:充電樁視界 發(fā)布時(shí)間:2019-12-26 瀏覽:

美國隨著電動(dòng)汽車保有量的提升,整個(gè)充電設(shè)施在覆蓋度和覆蓋率上面有比較長期的發(fā)展。由于美國的電動(dòng)化和中國的情況有挺大的差異化,圍繞2B和公交/商務(wù)運(yùn)營的國內(nèi)充電設(shè)施有著很不同的特性。我想從幾個(gè)角度來看這個(gè)問題,上篇主要介紹美國公共充電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的交直流覆蓋比例、特斯拉的車樁比(特別是加州),下篇我們談?wù)劥蟊姷腅lectrify America和從50kW升級(jí)到150kW乃至高壓到350kW的升級(jí)過程。

上篇:公共充電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向直流快充

1. 美國的充電設(shè)施情況按充電設(shè)施地點(diǎn)來看目前已經(jīng)達(dá)到了2.38萬個(gè),超過7萬個(gè)充電接口,這里有相當(dāng)一部分是交直流都可以接的,如果直接計(jì)數(shù)整個(gè)充電的接口量則會(huì)超過8.1萬個(gè)。

圖1 美國充電設(shè)施增長情況

從分布上來看,公共區(qū)域的充電設(shè)施在交流和直流上有一定的混雜特性,這也表明不同車輛充電的多樣化。相比之前的數(shù)據(jù)來看,美國的直流充電設(shè)施增長非常迅速,今年突破了1萬個(gè)。交流充電設(shè)施主要面向的用戶群體是PHEV插電式混合動(dòng)力汽車和較小容量的純電動(dòng)汽車,這一類插電式的車輛,電池裝載量是從8~3kWh這個(gè)區(qū)間來配置的,按照3.3kW~7.2kW的充電速度,充電時(shí)間本身也在2~8小時(shí),從公共的交流充電樁來補(bǔ)電,主要是一種習(xí)慣,總體的利用率不高。而對(duì)大容量的純電動(dòng)汽車而言,隨著電池的增大,同等功率下充電時(shí)間也拉長了,車主在嘗試不同的使用模式下,對(duì)于快速充電和較大功率的補(bǔ)電需求也在持續(xù)提升。特別是Model 3的熱銷,使得特斯拉對(duì)直流網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)非???。

圖2 美國充電設(shè)施分布情況

2. 直流充電網(wǎng)絡(luò)目前美國的直流充電網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了近1.4萬個(gè),可以對(duì)比一下Chademo、Combo1 和Tesla Super charging的情況。其中單純的Chademo和CCS都僅有幾百個(gè),大部分直流樁都是兩種接口標(biāo)準(zhǔn)都可以充電,這類直流樁達(dá)到了5118個(gè),而特斯拉的充電樁則達(dá)到了7624個(gè),然而就這樣還存在常常排隊(duì)充電的情況。

圖3 在美國不同充電接口的數(shù)量

從空間分布來看,如下圖所示:

圖4 不同直流充電接口與對(duì)應(yīng)車型的布局

● 特斯拉Super charging Network:本身的車輛就是全部基于大容量純電動(dòng)汽車,用戶對(duì)于Super charging有一定的強(qiáng)需求,基于美國全國的布點(diǎn)結(jié)束后,主要是不斷在干線上進(jìn)一步打通公路旅行,接下來是優(yōu)化充電樁的使用率和周轉(zhuǎn)效率,為此不惜通過各種措施來限制充滿車輛的停放和熱點(diǎn)地區(qū)快充只能充到80%。這是由于特斯拉在美國市場(chǎng)的歷史累計(jì)銷量已經(jīng)接近50萬臺(tái),而對(duì)應(yīng)的直流充電樁只有7600+個(gè),車、樁比例為1.5%。

圖5 特斯拉的車樁比

● Chademo和Combo:由于這兩家的發(fā)展時(shí)間比較長,在干路上布局也越來越有成效,在重點(diǎn)地區(qū)上兩者基本是重合的,不少的樁都是Combo和Chademo二合一的。

也正是如此,我們可以看到直流充電網(wǎng)絡(luò)的極端重要性,隨著消費(fèi)者從燃油車正式轉(zhuǎn)向純電動(dòng)汽車,對(duì)于車輛的使用習(xí)慣和基礎(chǔ)設(shè)施的需求直接決定是否能過試用期,這點(diǎn)是純電動(dòng)汽車從居于弱勢(shì)地位往主流位置必須要走的路。因此也決定了基礎(chǔ)設(shè)施和車輛的匹配和完善,共同給消費(fèi)者以滿足與燃油車相當(dāng)?shù)摹⑾鄬?duì)自由和方便的駕駛及“加油”習(xí)慣。

從運(yùn)營商來看,特斯拉穩(wěn)居直流充電樁數(shù)量首位,而排在第二的是大眾的Electrify America,傳統(tǒng)的兩家 Charge Point和eVgo則落在了后面,這真的是由于車輛天然的綁定所致,第三方的直流充電設(shè)施不具備客戶服務(wù)的性質(zhì),短期內(nèi)的功率升級(jí)也比較慢。

小結(jié):整體來看,公共充電網(wǎng)絡(luò)目前是轉(zhuǎn)向直流快充來走的,哪怕是24kWh+左右的PHEV也將受惠于這套網(wǎng)絡(luò),其實(shí)原有的50kW+的充電功率比較適合PHEV,而不再適用于目前60-90kWh的純電動(dòng)車輛??傊?,消費(fèi)者的習(xí)慣轉(zhuǎn)變則會(huì)加速純電車輛的落地和滲透過程。

下篇:從Electrify America看大功率充電設(shè)施升級(jí)

在上篇中我們主要介紹了到2019年美國公共充電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況以及趨勢(shì),下面我們?cè)賮砀呦蟮目纯创蟊姷摹癊lectrify America”項(xiàng)目。

“Electrify America”其實(shí)是一個(gè)政府合作項(xiàng)目,其“由車企主導(dǎo)并且有特定資金投入”的特性,使得它的屬性有點(diǎn)像是Tesla的超充網(wǎng)絡(luò),這個(gè)項(xiàng)目的發(fā)展,特別是其面向高功率充電的發(fā)展尤其值得我們參考,因?yàn)樵谶@個(gè)項(xiàng)目里面我們看到了超前設(shè)施對(duì)于電動(dòng)汽車快充功率的設(shè)計(jì)引導(dǎo)性。

備注:下面把Electrify America簡(jiǎn)稱EA

1. Electrify America的細(xì)節(jié)

EA是在大眾汽車柴油門事件以后,大眾和EPA達(dá)成和解協(xié)議的一部分——必須在10年內(nèi)通過Electrify America在電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施和意識(shí)教育方面花費(fèi)20億美元(40%用于加州,其他60%用于美國其他各地)。項(xiàng)目始于2017年,到2027年將包括四個(gè)周期,并且EA的網(wǎng)絡(luò)必須向其他車企保持中立,這些站點(diǎn)都提供CCS(150kW和350kW)和CHAdeMO(50kW)兩種充電接口。

備注:這個(gè)項(xiàng)目,大眾還是近水樓臺(tái)先得月,集團(tuán)內(nèi)的保時(shí)捷Taycan車主,將能在EA的充電點(diǎn)享受三年的“30分鐘無限制充電”福利(30分鐘主要是限制車主停放),奧迪e-tron車主則是四年內(nèi)有1000千瓦時(shí)免費(fèi)充電量,而其他車企比如福特和大眾達(dá)成協(xié)議后,也是可以使用EA的網(wǎng)絡(luò)。

這里非常有意思,在目前EA的運(yùn)營中,最大的問題之一是付費(fèi)信用卡讀取故障,不少充電樁連接存在問題就沒辦法使用,即使充電成功如果在充電過程中中斷,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軟件重啟。同時(shí)車樁之間的通信問題可能會(huì)導(dǎo)致部分車輛無法拔下充電槍,這個(gè)問題在e-tron上不少車主在吐槽。如下圖所示,當(dāng)出現(xiàn)該問題的時(shí)候,車輛軟件如果處理不好會(huì)導(dǎo)致直流充電鎖沒辦法順利釋放,目前只能依靠打開引擎蓋以后拉黃色的應(yīng)急拉索進(jìn)行釋放。

從細(xì)節(jié)來看50kW和150kW/350kW的CCS的比例是不同的,如下圖所示,大概是4:1的樣子,如果按照每根樁兩個(gè)槍然后分解一下,比例就是8:1左右。

如上圖所示,EA目前在美國擁有340多個(gè)充電站點(diǎn)(有130多個(gè)左右已建成,在等待開放),目前包含了1600+(400個(gè)還沒啟用)多個(gè)充電樁。在第二階段完成之后,到2021年底會(huì)有800個(gè)充電站,包含約3500個(gè)充電樁。

2. 對(duì)充電功率的影響

如下圖所示,目前面向2020年以后的美國市場(chǎng)純電動(dòng)汽車的里程,標(biāo)配就是200英里+,充電功率在穩(wěn)步提升,目前大部分折合出來的平均充電功率在100kW左右。隨著后續(xù)純電動(dòng)新車面市,主力都是設(shè)計(jì)在120-150kW,按照400V來看的話是300-350A。

在ICCT的估計(jì)中,50kW、150kW和面向800V的350kW充電樁的成本估計(jì)如下面兩張表所示,在安裝費(fèi)用里面也有很多我們?cè)趪鴥?nèi)無法理解的部分,實(shí)際如果從我們國內(nèi)在成本層面的控制能力,這個(gè)差異遠(yuǎn)沒有這么夸張。但是即使有這么多場(chǎng)外因素,依然可以觀察到從整體布局來看,充電設(shè)施是跑步進(jìn)入150kW的,而且覆蓋的電壓范圍是包括400V&800V的區(qū)段,這使得所有未來在美國上市的純電動(dòng)車,充電功率都貼近于150kW和350kW這樣的充電設(shè)施所能提供的功率。

所以我們看到,在50kW和150kW里面的選擇是很容易的,而在美國和歐洲,面向350kW高壓化的需求是漸進(jìn)的,而且是以車企聯(lián)合體的形式出發(fā),短期內(nèi)還是以嘗試的性質(zhì)來發(fā)展,畢竟這里有一個(gè)核心的問題——短期內(nèi)樁有了但是對(duì)應(yīng)的車沒有(很少)。

這個(gè)問題在ChargePoint面向大功率開發(fā)的充電樁就特別明顯,我們能看到的短期內(nèi)推出的800V量產(chǎn)車只有保時(shí)捷Taycan,而這臺(tái)車的快充策略就是圍繞4S店超充、美國EA的超充,和ChargePoint關(guān)系并不大,這筆投入短期內(nèi)就很難建立起來。

從運(yùn)營商角度來看,往高壓化的發(fā)展是一種防守型的策略,主要是升級(jí)較高功率的模塊,短期內(nèi)2C這塊領(lǐng)域的投資都是前瞻性的,而2B領(lǐng)域的車隊(duì)充電服務(wù)才是盈利的重點(diǎn),也是國內(nèi)充電運(yùn)營商短期內(nèi)能賺錢的重要特質(zhì)。

小結(jié):

如果把EA的特點(diǎn)和歐洲的Ionity來比比看,是有很高共同性的。這一波電動(dòng)汽車進(jìn)入第二階段私人化普及,某些關(guān)鍵特性,如快充在基礎(chǔ)設(shè)施端就是要進(jìn)行攻堅(jiān)的,然后所有車的特性都朝著設(shè)施供給的極限來走。

汽車電子設(shè)計(jì)

作者  朱玉龍

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關(guān)鍵字:充電樁

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