電動(dòng)汽車（EV）有可能統(tǒng)治道路——如果充電站給力的話。
據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS估計(jì)，到2020年全球?qū)⒂谐^1270萬個(gè)充電站可供使用，而今天可用的充電站不足100萬個(gè)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要在電動(dòng)汽車?yán)嫦嚓P(guān)方的工作中確定成本結(jié)構(gòu)、使用模式和標(biāo)準(zhǔn)，以確保配套基礎(chǔ)設(shè)施的到位。
在率先采用電動(dòng)汽車的地區(qū)，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)和政府機(jī)關(guān)已經(jīng)采取行動(dòng)，鼓勵(lì)司機(jī)使用電動(dòng)汽車替換燃油車。例如，1月份，美國加利福尼亞州三家最大的電力公司提交了總額超過10億美元的撥款提案，等待州政府公共事業(yè)委員會(huì)的批準(zhǔn)，以幫助加州在未來五年實(shí)現(xiàn)其電動(dòng)汽車目標(biāo)和減排指標(biāo)。
標(biāo)準(zhǔn)和安規(guī)
市面上有三種電動(dòng)汽車充電平臺(tái)，每一種都針對不同的充電條件和要求：
• 一級(jí)（120V充電）。任何電動(dòng)汽車附帶的充電線都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三腳插頭，可以插入接地的墻上插座，另一端有車載充電接口。插入時(shí)，充電線路會(huì)檢測電路，確認(rèn)電路是否正確接地，電流是否足夠大，而能為汽車供電。
一級(jí)是三種充電中最慢的。對于具有4到18kWh的小電池組的插入式混合動(dòng)力車來說，一級(jí)可以在幾小時(shí)到一夜之間給車輛充滿電。
• 二級(jí)（240V）。許多家庭和公共充電站的電壓為240V，電纜連接到電動(dòng)汽車上的標(biāo)準(zhǔn)充電端口。充電站需要安裝至少40A的電路，但對未來應(yīng)用，50A或60A的接線更好。
由于二級(jí)電路電流較高，二級(jí)充電速度至少是一級(jí)充電的兩倍。日產(chǎn)Leaf等電池電動(dòng)汽車要求二級(jí)家庭充電站在一夜之間充滿電。插入式混合動(dòng)力汽車，如雪佛蘭Volt，通常使用標(biāo)準(zhǔn)的120V充電線就足以滿足要求。
• 直流快速充電。其通常被錯(cuò)誤地稱為三級(jí)充電。直流快速充電依賴于直流電而不是家用交流電，是種大功率替代方案。
直流快速充電提供標(biāo)準(zhǔn)的50kWh容量，但需要安裝昂貴的大功率線路，因此直流快速充電站最適合公共充電站，通常位于公路沿線。
前兩種充電類型使用J-1772插座，這是大多數(shù)流行電動(dòng)車支持的SAE國際標(biāo)準(zhǔn)格式。特斯拉的電動(dòng)汽車是個(gè)例外，但該公司提供了一個(gè)適配器。
并非所有電動(dòng)車都提供直流快速充電，也很少有混動(dòng)車提供。支持直流充電的電動(dòng)汽車使用以下三種插座類型之一：
• ***CHAdeMO。***這是目前直流快速充電最流行的插座標(biāo)準(zhǔn)；它是為了增加全球范圍的快速充電站安裝并規(guī)范如何充電設(shè)計(jì)的。CHAdeMO插座用于日產(chǎn)Leaf、三菱i-MiEV和起亞Soul電動(dòng)汽車。這種充電方法是由開發(fā)CHAdeMO插座的東京電力公司（TEPCO）和幾家日本汽車制造商創(chuàng)立的CHAdeMO協(xié)會(huì)在推廣。CHAdeMO是“充電行駛（move by charge）”一詞的簡寫。
• 組合充電系統(tǒng)（CCS）。除特斯拉外，大多數(shù)德國和美國電動(dòng)汽車制造商都使用這種標(biāo)準(zhǔn)，包括由寶馬、雪佛蘭、福特、梅賽德斯-奔馳、大眾和沃爾沃制造的帶快速充電接口的車輛。CCS插座包括一個(gè)二級(jí)插座，因此比CHAdeMO插座大。
• 特斯拉超級(jí)充電站。特斯拉搭建了自己專用、免費(fèi)、大功率的快速充電站網(wǎng)絡(luò)，特斯拉車主可以使用。同樣，特斯拉的直流快速充電用插座只能用于它自家的車輛。
充電標(biāo)準(zhǔn)的多樣性給司機(jī)和電動(dòng)車基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃者帶來了麻煩。“市場上有CHAdeMO、J-1772、直流快速充電和特斯拉四種插座。有四種不同的連接器，想給自己汽車充電的人就不得不尋找他們打算使用的那個(gè)。這是個(gè)充電站挑戰(zhàn)。”國際數(shù)據(jù)公司（IDC）的研究經(jīng)理Nina Turner表示。充電站的建設(shè)必須簡單易用，她指出。
位置，還是位置……
到2025年，如果如預(yù)期那樣，道路上電動(dòng)汽車數(shù)量超過標(biāo)準(zhǔn)汽車數(shù)量，那么公共充電站的建設(shè)需要立即啟動(dòng)。目前，就上路的電動(dòng)汽車數(shù)量來說，加利福尼亞州領(lǐng)跑全美，不到30萬輛，但就每輛電動(dòng)汽車來說，其公共充電站數(shù)量卻相對最少——每196輛電動(dòng)汽車僅安裝了一個(gè)公共直流快速充電站，每27輛電動(dòng)汽車僅安裝了一個(gè)2級(jí)充電站。夏威夷、科羅拉多、德克薩斯和俄亥俄這四個(gè)州具有與加州相似的電動(dòng)汽車/充電站比例。紐約市最近承諾到2020年，新建1000個(gè)充電站。
基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃者不僅需要確定部署多少個(gè)公共充電站，支持哪些充電方法，而且還要確定充電站的位置。我們是把重點(diǎn)放在專用的集中式充電站（類似于加油站），還是在司機(jī)目的地（如停車場）建設(shè)公共充電站？
“需要雙管齊下的戰(zhàn)略。”美信公司（Maxim）汽車業(yè)務(wù)部業(yè)務(wù)管理總監(jiān)Tamer Kira表示：“在充電時(shí)間短于5分鐘之前，需要在人們方便停車的地方建設(shè)充電站。”
“為了在城市推廣電動(dòng)汽車，我們需要不僅僅是專用的充電設(shè)施。”IDC的Turner說：“人們不愿意先停車再挪車。我們必須超越單純的充電站概念。”
在司機(jī)長時(shí)間離開汽車的地方安裝公共充電站將會(huì)使電動(dòng)汽車用戶受益，并鼓勵(lì)電動(dòng)汽車的采用。機(jī)場、酒店、辦公樓及購物和娛樂場所等的停車場和車庫中都正在部署充電站，雖然數(shù)量還不夠。Silicon Labs公司（德州奧斯汀）副總裁兼電源業(yè)務(wù)總經(jīng)理Ross Sabolcik指出，該公司已經(jīng)在停車場安裝了充電站供員工使用。“一些充電站是免費(fèi)的，一些按分鐘收費(fèi)。”Sabolcik說，“在我們辦公室，員工給自己的電動(dòng)汽車充電是免費(fèi)的。但我知道，像奧斯汀機(jī)場那樣的地方，會(huì)收取他們顧客的充電費(fèi)。”
工程師如何加快推進(jìn)
隨著電動(dòng)汽車的普及，以及美國全國范圍內(nèi)充電站推進(jìn)的臨近，工程師可以通過設(shè)計(jì)來解決電動(dòng)汽車動(dòng)力方面的挑戰(zhàn)。
“我們應(yīng)該將更多工程工作投入到加大電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程和降低電池成本中。這將拉高電動(dòng)汽車銷量，并反過來拉動(dòng)更多充電站的投放。此外還需要有一個(gè)通用的充電站世界標(biāo)準(zhǔn)。”美信的Kira說。
Sabolcik指出，降低充電站成本有很強(qiáng)推動(dòng)力。目前，想要在家中安裝快速充電站的消費(fèi)者裝一座耐用的電動(dòng)汽車供電設(shè)備（EVSE）充電站大約需600至700美元。Sabolcik表示：“我們要花費(fèi)大量投入來降低充電站成本以配合其大批量投放。”
工程師還可以通過縮短充電時(shí)間來幫助降低成本。Sabolcik指出，除了充電站設(shè)計(jì)之外，重新審視電池組設(shè)計(jì)可能會(huì)縮短充電時(shí)間。
目前，電動(dòng)汽車主要用作通勤車，通常在家充電。據(jù)估計(jì)，如果充電站易于使用，而且使用這些充電站的成本可以接受，那么，目前所有電動(dòng)汽車用戶中有四分之一每周至少會(huì)使用一次公共充電站。工程師工作的核心是滿足這兩個(gè)目標(biāo)。
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