美国公共充电设施全景观察

 





美国随着电动汽车,保有量的提升,整个充电设施在覆盖度和覆盖率上面有,比较长期的发展。由于美国的电动化和,中国的情况有挺大的差异化,围绕2B和公交/商务运营的国内充电,设施有着很不同的特性。我想从几个角度来看,这个问题,上篇主要介绍美国公共充电,网络运营商的交直流覆盖比例、特斯拉的车桩比(特别是加州),下篇我们谈谈大众的Electrify

america和从50kw升级到150kw乃至高压到,350kw的升级过程。

上篇:公共充电网络转向直流快充

1. 美国的充电设施情况按充电设施地点来看目前已经达到了2.38万个,超过7万个充电接口,这里有相当一部分是交直流都,可以接的,如果直接计数整个充电的接口量,则会超过8.1万个。

图1 美国充电设施增长情况
从分布上来看,公共区域的充电设施在交流,和直流上有一定的混杂特性,这也表明不同车辆充电,的多样化。相比之前的数据来看,美国的直流充电,设施增长非常迅速,今年突破了1万个。交流充电设施主要面向的用户群体是phev,插电式混合动力汽车和较小容量的纯电动汽车,这一类插电式的车辆,电池装载量是从8~3kWh这个区间来配置的,按照3.3kW~7.2kW的充电速度,充电时间本身也在2~8小时,从公共的交流充电桩来补电,主要是一种习惯,总体的利用率不高。而对大容量的,纯电动汽车而言,随着电池的增大,同等功率下充电时间也,拉长了,车主在尝试不同的使用,模式下,对于快速充电和较大功率,的补电需求也在持续提升。特别是Model

3的热销,使得特斯拉对直流网络,的铺设非常快。

图2 美国充电设施分布情况
2. 直流充电网络目前美国的直流充电网络达到了近1.4万个,可以对比一下Chademo、Combo1

和Tesla Super

charging的情况。其中单纯的chademo和,ccs都仅有几百个,大部分直流桩都是两种接口标准,都可以充电,这类直流桩达到了5118个,而特斯拉的充电桩则,达到了7624个,然而就这样还存在常常,排队充电的情况。

图3 在美国不同充电接口的数量
从空间分布来看,如下图所示:

图4 不同直流充电接口与对应车型的布局


特斯拉Super charging Network:本身的车辆就是全部基于大容量,纯电动汽车,用户对于Super

charging有一定的强需求,基于美国全国的布点结束后,主要是不断在干,线上进一步打通公路旅行,接下来是优化充电桩,的使用率和周转效率,为此不惜通过各种措施来限制充满,车辆的停放和热点地区快充只能充到80%。这是由于特斯拉在美国市场的历史累计,销量已经接近50万台,而对应的直流充电桩只有7600+个,车、桩比例为1.5%。

图5 特斯拉的车桩比
● Chademo和Combo:由于这两家的,发展时间比较长,在干路上布局,也越来越有成效,在重点地区上两者,基本是重合的,不少的桩都是combo和,chademo二合一的。

也正是如此,我们可以看到直流充电网络,的极端重要性,随着消费者从燃油车正式转向,纯电动汽车,对于车辆的使用习惯和基础设施的需求直接,决定是否能过试用期,这点是纯电动汽车从居于弱势,地位往主流位置必须要走的路。因此也决定了基础设施和车辆的,匹配和完善,共同给消费者以满足,与燃油车相当的、相对自由和方便的驾驶及“加油”习惯。

从运营商来看,特斯拉稳居直流充电桩,数量首位,而排在第二的,是大众的electrify

America,传统的两家 Charge

Point和eVgo则落在了后面,这真的是由于车辆天然,的绑定所致,第三方的直流充电设施不具备客户,服务的性质,短期内的功率升级也比较慢。



小结:整体来看,公共充电网络目前是转向直流快充,来走的,哪怕是24kWh+左右的phev也将,受惠于这套网络,其实原有的50kW+的充电功率比较适合PHEV,而不再适用于目前60-90kWh的纯电动车辆。总之,消费者的习惯转变则会加速纯电车辆的,落地和渗透过程。

下篇:从Electrify America看大功率充电设施升级

在上篇中我们主要介绍了到2019年美国公共充电网络的发展情况以及趋势,下面我们再来更具象,的看看大众的“Electrify America”项目。

“Electrify

America”其实是一个政府合作项目,其“由车企主导并且有特定,资金投入”的特性,使得它的属性有点像是tesla,的超充网络,这个项目的发展,特别是其面向高功率(高功率)充电的,发展尤其值得我们参考,因为在这个项目里面我们看到了,超前设施对于电动汽车快充功率的设计引导性。

备注:下面把Electrify America简称EA

1. Electrify America的细节

EA是在大众汽车柴油门事件以后,大众和epa达成,和解协议的一部分——必须在10年内通过Electrify

america在电动汽车基础设施和,意识教育方面花费20亿美元(40%用于加州,其他60%用于美国其他各地)。项目始于2017年,到2027年将包括四个周期,并且ea的网络必须向其他,车企保持中立,这些站点都提供CCS(150kW和350kW)和CHAdeMO(50kW)两种充电接口。



备注:这个项目,大众还是近水楼台先得月,集团内的保时捷Taycan车主,将能在ea的,充电点享受三年的“30分钟无限制充电”福利(30分钟主要是限制车主停放),奥迪e-tron车主则是四年内有1000,千瓦时免费充电量,而其他车企比如福特,和大众达成协议后,也是可以使用EA的网络。



这里非常有意思,在目前EA的运营中,最大的问题之一,是付费信用卡读取故障,不少充电桩连接存在,问题就没办法使用,即使充电成功如果在,充电过程中中断,会导致内部的驱动软件重启。同时车桩之间的通信问题可能会导致部分,车辆无法拔下充电枪,这个问题在e-tron上不少车主在吐槽。如下图所示,当出现该问题的时候,车辆软件如果处理不好会导致直流充电,锁没办法顺利释放,目前只能依靠打开引擎盖以后,拉黄色的应急拉索进行释放。



从细节来看50kW和150kW/350kW的CCS的比例是不同的,如下图所示,大概是4:1的样子,如果按照每根桩两个枪,然后分解一下,比例就是8:1左右。



如上图所示,ea目前在美国拥有,340多个充电站点(有130多个左右已建成,在等待开放),目前包含了1600+(400个还没启用)多个充电桩。在第二阶段完成之后,到2021年底会有800个充电站,包含约3500个充电桩。

2. 对充电功率的影响

如下图所示,目前面向2020年以后的美国市场纯,电动汽车的里程,标配就是200英里+,充电功率在稳步提升,目前大部分折合出来的平均充电功率,在100kw左右。随着后续纯电动新车面市,主力都是设计在120-150kW,按照400V来看的话是300-350A。



在ICCT的估计中,50kW、150kw和面向800v的350kw充电桩的成本估计,如下面两张表所示,在安装费用里面也有很多我们在国内,无法理解的部分,实际如果从我们国内在成本层面,的控制能力,这个差异远没有这么夸张。但是即使有这么多场外因素,依然可以观察到,从整体布局来看,充电设施是跑步进入150kW的,而且覆盖的电压范围是,包括400v&800V的区段,这使得所有未来在美国上市,的纯电动车,充电功率都贴近于150kw和350kw这样的充电,设施所能提供的功率。





所以我们看到,在50kw和150kw里面的选择,是很容易的,而在美国和欧洲,面向350kw高压化的需,求是渐进的,而且是以车企,联合体的形式出发,短期内还是以尝试的性质,来发展,毕竟这里有一个核心的问题——短期内桩有了但是对应,的车没有(很少)。



这个问题在chargepoint面向大,功率开发的充电桩就特别明显,我们能看到的短期内推出的,800v量产车只有保时捷taycan,而这台车的快充策略就是围绕,4s店超充、美国EA的超充,和ChargePoint关系并不大,这笔投入短期内就,很难建立起来。



从运营商角度来看,往高压化的发展,是一种防守型的策略,主要是升级较高功率的模块,短期内2c这块领域的,投资都是前瞻性的,而2b领域的车队,充电服务才是盈利的重点,也是国内充电运营商短期内能赚钱,的重要特质。

小结:

如果把ea的特点和欧洲的,ionity来比比看,是有很高共同性的。这一波电动汽车进入第二,阶段私人化普及,某些关键特性,如快充在基础设施端就是要,进行攻坚的,然后所有车的特性都,朝着设施供给的极限来走。
参考资料来源及致谢
汽车电子设计
作者  朱玉龙



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