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美國公共充電設施全景觀察

作者:中國儲能網新聞中心 來源:充電樁視界 發布時間:2019-12-26 瀏覽:次
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球探篮球比分皇冠 www.622627.live 美國隨著電動汽車保有量的提升,整個充電設施在覆蓋度和覆蓋率上面有比較長期的發展。由于美國的電動化和中國的情況有挺大的差異化,圍繞2B和公交/商務運營的國內充電設施有著很不同的特性。我想從幾個角度來看這個問題,上篇主要介紹美國公共充電網絡運營商的交直流覆蓋比例、特斯拉的車樁比(特別是加州),下篇我們談談大眾的Electrify America和從50kW升級到150kW乃至高壓到350kW的升級過程。

上篇:公共充電網絡轉向直流快充

1. 美國的充電設施情況按充電設施地點來看目前已經達到了2.38萬個,超過7萬個充電接口,這里有相當一部分是交直流都可以接的,如果直接計數整個充電的接口量則會超過8.1萬個。

圖1 美國充電設施增長情況

從分布上來看,公共區域的充電設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。相比之前的數據來看,美國的直流充電設施增長非常迅速,今年突破了1萬個。交流充電設施主要面向的用戶群體是PHEV插電式混合動力汽車和較小容量的純電動汽車,這一類插電式的車輛,電池裝載量是從8~3kWh這個區間來配置的,按照3.3kW~7.2kW的充電速度,充電時間本身也在2~8小時,從公共的交流充電樁來補電,主要是一種習慣,總體的利用率不高。而對大容量的純電動汽車而言,隨著電池的增大,同等功率下充電時間也拉長了,車主在嘗試不同的使用模式下,對于快速充電和較大功率的補電需求也在持續提升。特別是Model 3的熱銷,使得特斯拉對直流網絡的鋪設非???。

圖2 美國充電設施分布情況

2. 直流充電網絡目前美國的直流充電網絡達到了近1.4萬個,可以對比一下Chademo、Combo1 和Tesla Super charging的情況。其中單純的Chademo和CCS都僅有幾百個,大部分直流樁都是兩種接口標準都可以充電,這類直流樁達到了5118個,而特斯拉的充電樁則達到了7624個,然而就這樣還存在常常排隊充電的情況。

圖3 在美國不同充電接口的數量

從空間分布來看,如下圖所示:

圖4 不同直流充電接口與對應車型的布局

● 特斯拉Super charging Network:本身的車輛就是全部基于大容量純電動汽車,用戶對于Super charging有一定的強需求,基于美國全國的布點結束后,主要是不斷在干線上進一步打通公路旅行,接下來是優化充電樁的使用率和周轉效率,為此不惜通過各種措施來限制充滿車輛的停放和熱點地區快充只能充到80%。這是由于特斯拉在美國市場的歷史累計銷量已經接近50萬臺,而對應的直流充電樁只有7600+個,車、樁比例為1.5%。

圖5 特斯拉的車樁比

● Chademo和Combo:由于這兩家的發展時間比較長,在干路上布局也越來越有成效,在重點地區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絡的極端重要性,隨著消費者從燃油車正式轉向純電動汽車,對于車輛的使用習慣和基礎設施的需求直接決定是否能過試用期,這點是純電動汽車從居于弱勢地位往主流位置必須要走的路。因此也決定了基礎設施和車輛的匹配和完善,共同給消費者以滿足與燃油車相當的、相對自由和方便的駕駛及“加油”習慣。

從運營商來看,特斯拉穩居直流充電樁數量首位,而排在第二的是大眾的Electrify America,傳統的兩家 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施不具備客戶服務的性質,短期內的功率升級也比較慢。

小結:整體來看,公共充電網絡目前是轉向直流快充來走的,哪怕是24kWh+左右的PHEV也將受惠于這套網絡,其實原有的50kW+的充電功率比較適合PHEV,而不再適用于目前60-90kWh的純電動車輛。總之,消費者的習慣轉變則會加速純電車輛的落地和滲透過程。

下篇:從Electrify America看大功率充電設施升級

在上篇中我們主要介紹了到2019年美國公共充電網絡的發展情況以及趨勢,下面我們再來更具象的看看大眾的“Electrify America”項目。

“Electrify America”其實是一個政府合作項目,其“由車企主導并且有特定資金投入”的特性,使得它的屬性有點像是Tesla的超充網絡,這個項目的發展,特別是其面向高功率充電的發展尤其值得我們參考,因為在這個項目里面我們看到了超前設施對于電動汽車快充功率的設計引導性。

備注:下面把Electrify America簡稱EA

1. Electrify America的細節

EA是在大眾汽車柴油門事件以后,大眾和EPA達成和解協議的一部分——必須在10年內通過Electrify America在電動汽車基礎設施和意識教育方面花費20億美元(40%用于加州,其他60%用于美國其他各地)。項目始于2017年,到2027年將包括四個周期,并且EA的網絡必須向其他車企保持中立,這些站點都提供CCS(150kW和350kW)和CHAdeMO(50kW)兩種充電接口。

備注:這個項目,大眾還是近水樓臺先得月,集團內的保時捷Taycan車主,將能在EA的充電點享受三年的“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車主則是四年內有1000千瓦時免費充電量,而其他車企比如福特和大眾達成協議后,也是可以使用EA的網絡。

這里非常有意思,在目前EA的運營中,最大的問題之一是付費信用卡讀取故障,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,會導致內部的驅動軟件重啟。同時車樁之間的通信問題可能會導致部分車輛無法拔下充電槍,這個問題在e-tron上不少車主在吐槽。如下圖所示,當出現該問題的時候,車輛軟件如果處理不好會導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急拉索進行釋放。

從細節來看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多個充電站點(有130多個左右已建成,在等待開放),目前包含了1600+(400個還沒啟用)多個充電樁。在第二階段完成之后,到2021年底會有800個充電站,包含約3500個充電樁。

2. 對充電功率的影響

如下圖所示,目前面向2020年以后的美國市場純電動汽車的里程,標配就是200英里+,充電功率在穩步提升,目前大部分折合出來的平均充電功率在100kW左右。隨著后續純電動新車面市,主力都是設計在120-150kW,按照400V來看的話是300-350A。

在ICCT的估計中,50kW、150kW和面向800V的350kW充電樁的成本估計如下面兩張表所示,在安裝費用里面也有很多我們在國內無法理解的部分,實際如果從我們國內在成本層面的控制能力,這個差異遠沒有這么夸張。但是即使有這么多場外因素,依然可以觀察到從整體布局來看,充電設施是跑步進入150kW的,而且覆蓋的電壓范圍是包括400V&800V的區段,這使得所有未來在美國上市的純電動車,充電功率都貼近于150kW和350kW這樣的充電設施所能提供的功率。

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的,而且是以車企聯合體的形式出發,短期內還是以嘗試的性質來發展,畢竟這里有一個核心的問題——短期內樁有了但是對應的車沒有(很少)。

這個問題在ChargePoint面向大功率開發的充電樁就特別明顯,我們能看到的短期內推出的800V量產車只有保時捷Taycan,而這臺車的快充策略就是圍繞4S店超充、美國EA的超充,和ChargePoint關系并不大,這筆投入短期內就很難建立起來。

從運營商角度來看,往高壓化的發展是一種防守型的策略,主要是升級較高功率的???,短期內2C這塊領域的投資都是前瞻性的,而2B領域的車隊充電服務才是盈利的重點,也是國內充電運營商短期內能賺錢的重要特質。

小結:

如果把EA的特點和歐洲的Ionity來比比看,是有很高共同性的。這一波電動汽車進入第二階段私人化普及,某些關鍵特性,如快充在基礎設施端就是要進行攻堅的,然后所有車的特性都朝著設施供給的極限來走。

汽車電子設計

作者  朱玉龍

關鍵字:充電樁

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