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
