長(zhǎng)久以來,汽車代表著獨(dú)立、以及出行任何目的地的自由。隨著新能源汽車?yán)顺钡母吒杳瓦M(jìn),圍繞這場(chǎng)汽車“電動(dòng)化、智能化”的革命,將人類的出行方式推高到了一個(gè)新的維度,但由于受限于當(dāng)前能源技術(shù)以及基礎(chǔ)充電設(shè)施,人們自由出行的路途受困于“缺電”。
一、EV用戶出行痛點(diǎn)
2017年中國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)舉辦首屆新能源汽車質(zhì)量論壇發(fā)布表明,新能源汽車在品牌形象、質(zhì)量及性價(jià)比等方面均與傳統(tǒng)汽車有較大差距,“續(xù)航短以及充電時(shí)間長(zhǎng)”是當(dāng)前用戶主要不滿的問題焦點(diǎn)。
“我的車到底能跑多遠(yuǎn)”和“充電是一件頭痛的事”成了EV用戶最為關(guān)心的話題。
同樣,在針對(duì)消費(fèi)者關(guān)于EV購(gòu)買意愿的調(diào)查,充電選項(xiàng)、范圍焦慮和成本依然是采用的主要障礙。
圖1.新能源汽車消費(fèi)者關(guān)心話題
圖2.消費(fèi)者不購(gòu)買電動(dòng)汽車的主要原因
(數(shù)據(jù)來源:中國(guó)新能源乘用車消費(fèi)者調(diào)研報(bào)告、麥肯錫中國(guó)汽車消費(fèi)者調(diào)查)
可見電動(dòng)汽車能否被消費(fèi)者接受,除了取決于電動(dòng)汽車的品質(zhì)和成本,還關(guān)乎使用體驗(yàn)?zāi)芊矜敲纻鹘y(tǒng)燃油車,其中,充電補(bǔ)給效率就是直觀的衡量指標(biāo)。
以上而言,為了讓出行自由成為現(xiàn)實(shí),構(gòu)建一個(gè)快速、便捷、符合長(zhǎng)距離旅行需求的充電網(wǎng)絡(luò),對(duì)于電動(dòng)車輛的普及至關(guān)重要。
二、中國(guó)充電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀
眾所周知,由于技術(shù)突破制約,電動(dòng)汽車充電時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于內(nèi)燃機(jī)車加油時(shí)間,且相較于傳統(tǒng)燃油車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),充電設(shè)施還存在著嚴(yán)重不足。
根據(jù)2017年充電聯(lián)盟數(shù)據(jù)發(fā)布:
新能源汽車車樁配比 | 3.8:1 |
純電動(dòng)乘用車車樁配比 | 1.8:1 |
在國(guó)內(nèi),政府在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮了主導(dǎo)作用,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的參與者主要由充電設(shè)備商、國(guó)家電力公司、社會(huì)化充電運(yùn)營(yíng)商及車企等構(gòu)成,而與國(guó)外不同的是車企并非主流。
現(xiàn)在來看,車企與充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方缺少協(xié)同布局意識(shí)。如果放眼未來,從產(chǎn)業(yè)鏈布局和長(zhǎng)遠(yuǎn)競(jìng)爭(zhēng)的角度,想想這方面存在的擔(dān)憂還挺大。
a、各方布局充電樁建設(shè),但安置的位置缺少有效規(guī)劃,局部地方數(shù)量過于密集,有些區(qū)域則偏少,導(dǎo)致車輛充電過于集中擁堵或充電不便,影響能源負(fù)荷配給合理性。
b、當(dāng)下建設(shè)的“快速”充電樁,相比較歐美、日本的規(guī)劃,充電功率依然不夠大。
圖3.2020年歐美和日本快速充電功率規(guī)劃
另外,現(xiàn)階段功率為50~80KW的直流快速充電樁滯后于國(guó)內(nèi)各車企2020年的充電平臺(tái)規(guī)劃。
圖4.2020年相關(guān)整車廠乘用車電壓平臺(tái)及充電功率規(guī)劃
(數(shù)據(jù)來源:中國(guó)充電聯(lián)盟快速充電系統(tǒng)調(diào)研報(bào)告 )
2016~2017年,國(guó)內(nèi)實(shí)施了一輪充電基礎(chǔ)設(shè)施新國(guó)標(biāo)改造??上攵?,如果充電設(shè)施不超前規(guī)劃,說不定屆時(shí)又會(huì)出現(xiàn)新一輪充電基礎(chǔ)設(shè)施改造,只不過這一次改造將更費(fèi)事,除非在建設(shè)充電樁/場(chǎng)站時(shí)預(yù)留電力容量、電壓平臺(tái)和線纜冗余等。
c、國(guó)外車企紛紛(如Tesla,寶馬,奔馳等)逐步從單一的生產(chǎn)制造商向移動(dòng)出行服務(wù)商轉(zhuǎn)變,業(yè)務(wù)向車輛運(yùn)營(yíng)、充電服務(wù)(包含用戶充電行為數(shù)據(jù)的挖掘和分析)和能源配給延伸,國(guó)內(nèi)車企在充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上的“置身事外”容易使自身業(yè)務(wù)以及用戶體驗(yàn)滯后于他人。
可預(yù)見的是,隨著新能源汽車保有量的快速增長(zhǎng)以及新車型續(xù)駛里程的提升,受限于充電基礎(chǔ)設(shè)施和大功率(100~400KW)快充技術(shù)缺失,解決充電難“頑疾”好像將越來越難。
三、歐美充電網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)
特斯拉的超級(jí)充電站網(wǎng)絡(luò)(Super Charger-145KW& Super Charger V3-350KW)一直被認(rèn)為是車企布局充電基礎(chǔ)設(shè)施最成功的項(xiàng)目,也是Tesla與其他汽車制造商相比最大的優(yōu)勢(shì)之一。
圖5. 特斯拉充電網(wǎng)絡(luò)“Super Charge”分布圖
隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的日益成熟,歐洲汽車列強(qiáng)也紛紛搶灘登陸充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以期快速搶占最佳的充電站位置,布局未來發(fā)展。隨著Electrify America,IONITY,Ultra-E和MEGA-E等其他充電網(wǎng)絡(luò)加入,競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)逐漸升級(jí)。
【Electrify America】
2017年2月,大眾汽車成立名為Electrify America的子公司,獨(dú)立于公司在美國(guó)開展“全國(guó)150KW+快速充電網(wǎng)絡(luò)”建設(shè)。從發(fā)布的時(shí)間表和規(guī)劃可以看出,其大功率充電技術(shù)平臺(tái)的迭代以及充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度非常快。而且,其充電網(wǎng)絡(luò)涵蓋了整個(gè)長(zhǎng)途高速公路網(wǎng),包括沿大城市地區(qū)和全國(guó)各地之間的高流量走廊。
圖6. Electrify America“150KW+充電網(wǎng)絡(luò)”布局時(shí)間表
(數(shù)據(jù)來源:Electrek發(fā)布報(bào)告 )
圖7.2020年Electrify America與Tesla北美充電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃分布圖
【IONITY】
2017年11月,寶馬、奔馳、福特和大眾四巨頭聯(lián)合成立了合資公司IONITY,計(jì)劃建設(shè)一個(gè)大功率充電(HPC)網(wǎng)絡(luò)——2020年前在歐洲各地建設(shè)400座容量達(dá)350KW的充電站。
在歐洲,該項(xiàng)目應(yīng)該是自特斯拉Super Charger充電網(wǎng)絡(luò)以來,發(fā)布的最為雄心勃勃的電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。
圖8.2020年IONITY與Tesla歐洲充電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃分布圖
四、大功率充電車型聚焦
對(duì)大眾消費(fèi)者而言,電動(dòng)汽車的突破需要兩件事:令人信服的車輛和全面的充電基礎(chǔ)設(shè)施。汽車制造商除了需要將充電樁/站安置在正確的位置之外,還需要提供超快速充電技術(shù)。
隨著保時(shí)捷Mission E、奧迪E-tron quattro的閃亮登場(chǎng),特斯拉將不再是唯一一個(gè)充電功率大于100 kW的獨(dú)領(lǐng)者。
圖9.保時(shí)捷和奧迪大功率快充車型
在歐洲,之前普遍部署的是現(xiàn)在看來“幾乎不”快速充電的50KW充電樁。如果保時(shí)捷能夠成功實(shí)現(xiàn)350KW的充電速率(15分鐘充電80%)而不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)熱保護(hù)以及耐久性降低,毫無例外,該充電速率將是所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手現(xiàn)有車型廣告時(shí)間的幾倍,相信必將迫使特斯拉和其他汽車制造商改進(jìn)其技術(shù)以維持優(yōu)勢(shì)。
圖10.歐洲相關(guān)電動(dòng)汽車充電功率應(yīng)用示意圖
經(jīng)常可以在國(guó)內(nèi)媒體上看到有趣的報(bào)道,車展每一次新生代電動(dòng)汽車的亮相,常被冠以“特斯拉殺手”。
未來,“充電5分鐘,續(xù)航百公里”將成為常態(tài)。350KW大功率充電效率幾乎為當(dāng)前國(guó)內(nèi)標(biāo)榜的“特斯拉”們車型充電效率的5~8倍,隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)股比限制取消,可以料想,國(guó)外EV進(jìn)入國(guó)內(nèi)將出現(xiàn)一款又一款吸睛圈粉的爆款。
五、大功率充電技術(shù)難點(diǎn)
未來,充電網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛與充電設(shè)施的協(xié)同要求將越來越高。大功率快充技術(shù)不僅涉及充電基礎(chǔ)設(shè)施,政策法規(guī)、車輛電氣架構(gòu)以及相關(guān)零部件同樣面臨升級(jí)、改造。
【技術(shù)路線】
相對(duì)于乘用車而言,主要通過升高電壓平臺(tái)和提高充電電流兩種技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn)快速充電。保時(shí)捷Mission E就屬于前者,電壓平臺(tái)從400V躍升至800V系統(tǒng)。
然而,無論通過何種方式實(shí)現(xiàn)大功率充電,都將對(duì)電動(dòng)汽車的高壓系統(tǒng)重塑帶來巨大挑戰(zhàn)。
a、動(dòng)力電池
電池快速充電,產(chǎn)品量產(chǎn)還需要面臨能量密度、耐用性及低成本的多維度抉擇。
就如經(jīng)??梢钥吹叫码姵鼐哂袠O高的能量密度或者是充電速率最快的說法,但卻未見到實(shí)際可以量產(chǎn)的產(chǎn)品,因?yàn)橥ǔT谝粋€(gè)維度上的成功并不意味著其他維度同樣存在優(yōu)勢(shì),所以電池快充要成為可行,還需要“突破”。
b、高壓系統(tǒng)
電機(jī)控制器、DCDC、OBC等電力電子部件需要升級(jí)或優(yōu)化元器件以適應(yīng)工作電壓,充電接口、高壓連接器、線束總成等需要適應(yīng)高電壓、大電流帶來的溫升控制。
c、車輛成本
大功率快充技術(shù),車企除了衡量實(shí)現(xiàn)可行性之外,還面臨成本壓力。
在800V以上系統(tǒng)下,國(guó)產(chǎn)高壓元器件供應(yīng)商體系的缺失將直接制約產(chǎn)品研發(fā),為適應(yīng)快充技術(shù)平臺(tái)而進(jìn)行的熱管理、EMC、電氣安全改造等都將增加整車設(shè)計(jì)難度和制造成本。
六、“慢充”車型突圍之路
新技術(shù)一定是未來造車的核心競(jìng)爭(zhēng)力,大功率充電技術(shù)就像汽車電動(dòng)化趨勢(shì),不可逆轉(zhuǎn)。擺在國(guó)內(nèi)車企面前的選擇,也很殘酷:要么奮起直追并超越技術(shù),要么被競(jìng)爭(zhēng)者淘汰。
如果給消費(fèi)者帶來極佳的“智能出行、快捷充電”體驗(yàn),尤其是新造車企業(yè),相信將獲得更多生存壯大機(jī)會(huì)。但是現(xiàn)階段未推出快充技術(shù)之前,為了解決消費(fèi)者對(duì)缺電和被困的擔(dān)憂,車企除了單一的將賣車作為目標(biāo)之外,還應(yīng)加強(qiáng)與其他充電設(shè)施建設(shè)方的合作。
a、利用現(xiàn)有大規(guī)模的充電基礎(chǔ)設(shè)施,中國(guó)自主品牌可以近水樓臺(tái)先得月。
b、通過用戶充電行為數(shù)據(jù)的挖掘和分析,給客戶提供訂制化服務(wù)并增強(qiáng)用戶品牌粘性。
圖11.電動(dòng)汽車充電場(chǎng)景模式
七、小結(jié)
2018年5月4日,備受矚目的第十五屆北京國(guó)際車展落下了帷幕,智能互聯(lián)成為車企集中發(fā)力的焦點(diǎn)。
在新能源財(cái)政補(bǔ)貼逐步取消及外資車企逐步滲入的背景下,無論是造車新勢(shì)力的來勢(shì)洶洶,還是傳統(tǒng)車企的無所畏懼,想想車企也唯有抓住用戶的痛點(diǎn),打造優(yōu)秀的駕乘和充電體驗(yàn),才能更好地站在新能源汽車行業(yè)的風(fēng)口吧。畢竟,解決抱怨和滿足用戶需求同樣重要。
新能源汽車如何能‘跑’得更遠(yuǎn),或許當(dāng)某一天充電網(wǎng)絡(luò)建成,也就該沒有這個(gè)問題了。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:樓佳烽
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