羅蘭貝格汽車行業(yè)中心與德國(guó)著名汽車研究機(jī)構(gòu)亞琛汽車工程技術(shù)有限公司共同發(fā)布的《2017年第一季度全球電動(dòng)汽車發(fā)展指數(shù)》報(bào)告指出:為汽車配備快速的充電功能將大幅提高用戶接受度。
對(duì)很多人而言,充電不便是購(gòu)買電動(dòng)汽車的一大障礙。充電是否便利一定程度上取決于需要充電多長(zhǎng)時(shí)間才能完成剩余的旅程。但除此之外,充電過(guò)程的難易程度也是重要因素之一。從技術(shù)角度來(lái)看,快充技術(shù)和感應(yīng)充電可以簡(jiǎn)化充電過(guò)程,從而大幅提升電動(dòng)汽車的用戶接受度。
直流充電站的大功率充電樁可以縮短充電時(shí)間。目前的充電樁功率在50-120千瓦之間,大約需要20-30分鐘即可充滿
電池的80%。但充電功率越大,
電池衰減越快。因此,一旦充滿80%,電流強(qiáng)度就會(huì)持續(xù)降低,導(dǎo)致電池完全充滿耗費(fèi)的時(shí)間大幅延長(zhǎng)。從短期來(lái)看,一些地區(qū)計(jì)劃將最大充電功率增加到150千瓦,進(jìn)一步縮短充電時(shí)間。中期目標(biāo)則是安裝充電功率高達(dá)350千瓦的快充基礎(chǔ)設(shè)施。這些充電樁需要根據(jù)電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整,包括冷卻系統(tǒng)的增強(qiáng)和電壓的大幅提升。在某些情況下,這些調(diào)整可能會(huì)在提升效率和擴(kuò)大容量這兩個(gè)目標(biāo)之間產(chǎn)生沖突。具體到基礎(chǔ)設(shè)施而言,高功率直流充電站對(duì)電網(wǎng)和電纜容量的要求更高,必須接入中壓電網(wǎng)。包含一個(gè)快充網(wǎng)絡(luò)(>22千瓦)和一個(gè)普充網(wǎng)絡(luò)(≤22千瓦)的全國(guó)性充電基礎(chǔ)設(shè)施將是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車大規(guī)模上路的關(guān)鍵突破口。因此,全球領(lǐng)先的七個(gè)汽車大國(guó)已經(jīng)設(shè)立了相應(yīng)的投資項(xiàng)目,希望克服這些技術(shù)困難,擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模。
除使用電纜的手動(dòng)充電樁外,還有一種更加方便的無(wú)線感應(yīng)式充電樁。就中期而言,電動(dòng)汽車將配備必要的相關(guān)技術(shù)。一開(kāi)始的系列設(shè)計(jì)將會(huì)包含最高約8千瓦的蓄電量,但需要注意的是,固定式充電的流程效率略低于傳導(dǎo)式充電。從中期來(lái)看,感應(yīng)式充電的潛在蓄電量在中期有望增加——公共研究項(xiàng)目已經(jīng)對(duì)高達(dá)40千瓦的系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和測(cè)試。但在安全問(wèn)題、充電板尺寸和最小氣隙等方面仍存在一些局限,這限制了乘用車的感應(yīng)式充電的最大蓄電量。可以通過(guò)在地面上安裝能夠移動(dòng)的充電板(例如Z-Mover)或降低汽車底盤(pán)高度(例如通過(guò)主動(dòng)式底盤(pán)技術(shù))來(lái)減小氣隙。然而,由于兩個(gè)方向(前后向及左右向)都只有5-10厘米的定位誤差容忍度,所以必須使用定位輔助技術(shù)——可以通過(guò)人機(jī)界面向駕駛員發(fā)送指令來(lái)實(shí)現(xiàn),也可以利用自動(dòng)駕駛或泊車功能來(lái)實(shí)現(xiàn),這都可以提升用戶便利性,提高汽車定位效率。駕駛員輔助系統(tǒng)應(yīng)用率的提升和汽車自動(dòng)化程度的加強(qiáng)使得這類汽車自動(dòng)定位技術(shù)成為可能。從中期來(lái)看,所有的感應(yīng)式充電系統(tǒng)都可以自動(dòng)與汽車建立互聯(lián)。
未來(lái)幾年,蓄電量有望增加,而電動(dòng)汽車也有望引入感應(yīng)式充電功能。充電技術(shù)的進(jìn)步將提升用戶接受度,但為應(yīng)對(duì)技術(shù)挑戰(zhàn),相關(guān)的充電及動(dòng)力系統(tǒng)仍然需要進(jìn)行調(diào)整,甚至徹底重構(gòu)。
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