全球對碳排放和城市污染的關注度不斷提升，推動著汽車行業向混合動力及純電動動力系統轉變，而電池和電機技術的發展也為這一趨勢提供了助力。但是，電動汽車和充電樁的關系卻陷入了“先有蛋，還是先有雞”的怪圈。為了推動電動汽車的普及，仍需解決以下幾大挑戰來緩解電動汽車的續航里程焦慮：充電速度必須變得更快，全球的加油站網絡需要升級為電動汽車充電設施，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汽車的充電，幾乎與加滿汽車油箱一樣快。2019年3月，特斯拉宣布推出V3 超級充電樁，采用液冷充電線纜，可支持高達250kW的峰值充電功率。盡管電動汽車的能源利用效率高于燃油車，但要讓電動汽車全面取代燃油車，發揮同樣出色的性能，仍然有一段路要走。實現該目標，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縮小差距。未來還需部署一些相當復雜的連接器、電纜、繼電器、電子轉換器和無源器件來提供能與加油站相匹敵的快速、安全的充電設施。
市場研究機構Markets and Markets發布的報告顯示，充電樁市場的潛力巨大。據預測，電動汽車充電樁的市場規模將從2017年的32.2億美元增長至2023年的304.1億美元，在2018年至2023年之間的復合年均增長率為41.8%。
從電動汽車充電樁的全球分布來看，中國在充電基礎設施部署方面已處于世界領先地位。安富利華東區銷售總監王航表示：“中國正在快速部署電動汽車充電樁，過去三年全國充電樁保有量的年均復合增長率約為50%。充電樁規模的快速增長在全國形成了龐大的充電設施網絡。如今，充電基礎設施已遍布全國各個角落，其觸角甚至擴展到了偏遠的農村。”
“中國電動汽車充電樁市場正以每月新增約30,000個充電樁的速度快速增長。目前的車樁比約為3:1。隨著電動汽車的制造和銷量在中國持續增長，未來充電樁市場也將迎來進一步擴張。” 王航補充道。
除了制造商的支持，中國電動汽車充電基礎設施的部分增長動力來源于“新基建”的建設。新基建吸引著來自全國乃至全世界的投資。“甚至一些互聯網公司也在進入這個市場，推動產業的智能化和數字化轉型。”王航指出。
王航預計中國充電基礎設施在未來幾年將保持50%的年均復合增長率。但是，目前國內充電基礎設施的利用仍然面臨著一些挑戰，亟需良好的維護、日常運營以及可持續的盈利模式。他的團隊正在幫助客戶快速進入這一迅猛增長的市場，同時幫助其降低成本。
交流充電和直流充電，誰主沉浮？
以上數據對于潛在的電動汽車買主而言無疑是利好消息。但是，充電方式、支持的充電基礎設施等多方面的差異仍會影響普通用戶的使用。
或許目前存在的最大差異在于電動汽車用的是直流電 (DC) 還是交流電 (AC)。由于電池必須使用直流電進行供電，因而這兩種充電策略之間真正的區別在于AC/DC轉換器是內置到充電樁上還是車上。電網中的電是交流電，因而部分車輛會使用單相或三相交流車載充電機，而后將其整流為適用的直流電。部分車主則希望能夠利用充電樁將交流電轉變為直流電，以便直接使用電纜傳輸的直流電為電動汽車進行充電。
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絡的運營商承擔，還是由用交流電為電動汽車充電的車主來承擔，也會影響消費者對充電方式的選擇。部分充電標準允許車輛與電網之間的雙向充電，因此電動汽車可以作為分布式電源，在用電高峰時向電網反向送電，有利于電網的穩定運行。這種穩定電網的作用反過來還能幫助該充電標準獲得當地監管部門的支持。
在當前技術快速發展的階段，供應商試圖通過安裝專有的充電器和連接器留住其客戶群，而遵循通用標準則可以擴大充電網絡使之惠及大眾，兩者之間存在著矛盾。根據過往的技術發展經驗，電動汽車用戶需要全面普及化的充電設施，同時消費者在購買電動汽車時也會更多地考慮充電是否方便。未來，充電設施的標準化意義重大，將改變電動汽車充電市場的競爭格局。
連接器領域亟需突破
作為充電電源與電動汽車電池系統之間的接口，連接器的設計至關重要。
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，置于家庭車庫等私人充電環境中最高可支持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。特斯拉使用改進版的Mennekes Type 2插頭，讓其車主實現快速充電。有趣的是，鑒于中國市場的重要性，特斯拉和其他公司又開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汽車市場正在建立GB/T充電標準。
當前售賣轉換器和適配器的第三方行業已經興起，以支持電動汽車車主使用任意充電樁為汽車充電，但使用適配器和轉換器時的充電速度比充電樁自帶的連接器要慢。
零部件市場機會正當時
汽車產業規模龐大，全球每年的汽車產量接近1億輛。汽車行業向電動汽車的轉型正在重塑產業格局。以中國市場為例，新入局者可能會從購買汽車向購買出行服務轉變，并且從電動汽車納入電網的趨勢中獲益。
汽車行業的變革為零部件制造商創造了新的商業機會，在銷售現有零部件的基礎上他們通過創新迎來了新的機遇。例如，提高用于車載充電機的功率器件的能效，就可以加快交流充電的速度，讓電動汽車變得更加實用。這也需要更有效的濾波技術來抑制雜散干擾。如上文所述，連接器的設計將成為影響充電速度的關鍵因素，也會影響人們對電動汽車續航里程的理解。
所有的技術創新都必須滿足不斷發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安全和質量標準。隨著電動汽車逐漸取代燃油車，移動出行市場也將取代消費電子市場成為新的風口，這也意味著廠商需要加快零部件的開發和認證，以滿足電動汽車市場的發展需求。一場電動汽車市場主導權的爭奪戰已悄然打響。 |
