電動汽車（EV）有可能統(tǒng)治道路——如果充電站給力的話。

據市場調研機構IHS估計，到2020年全球將有超過1270萬個充電站可供使用，而今天可用的充電站不足100萬個。要實現這一目標，就需要在電動汽車利益相關方的工作中確定成本結構、使用模式和標準，以確保配套基礎設施的到位。

在率先采用電動汽車的地區(qū)，公用事業(yè)機構和政府機關已經采取行動，鼓勵司機使用電動汽車替換燃油車。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)委員會的批準，以幫助加州在未來五年實現其電動汽車目標和減排指標。

標準和安規(guī)

市面上有三種電動汽車充電平臺，每一種都針對不同的充電條件和要求：

    • 一級（120V充電）。任何電動汽車附帶的充電線都有一個標準的三腳插頭，可以插入接地的墻上插座，另一端有車載充電接口。插入時，充電線路會檢測電路，確認電路是否正確接地，電流是否足夠大，而能為汽車供電。

一級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力車來說，一級可以在幾小時到一夜之間給車輛充滿電。

    • 二級（240V）。許多家庭和公共充電站的電壓為240V，電纜連接到電動汽車上的標準充電端口。充電站需要安裝至少40A的電路，但對未來應用，50A或60A的接線更好。

由于二級電路電流較高，二級充電速度至少是一級充電的兩倍。日產Leaf等電池電動汽車要求二級家庭充電站在一夜之間充滿電。插入式混合動力汽車，如雪佛蘭Volt，通常使用標準的120V充電線就足以滿足要求。

    • 直流快速充電。其通常被錯誤地稱為三級充電。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準的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，這是大多數流行電動車支持的SAE國際標準格式。特斯拉的電動汽車是個例外，但該公司提供了一個適配器。

并非所有電動車都提供直流快速充電，也很少有混動車提供。支持直流充電的電動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準；它是為了增加全球范圍的快速充電站安裝并規(guī)范如何充電設計的。CHAdeMO插座用于日產Leaf、三菱i-MiEV和起亞Soul電動汽車。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，大多數德國和美國電動汽車制造商都使用這種標準，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插座包括一個二級插座，因此比CHAdeMO插座大。

    •  特斯拉超級充電站。特斯拉搭建了自己專用、免費、大功率的快速充電站網絡，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。

充電標準的多樣性給司機和電動車基礎設施規(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。這是個充電站挑戰(zhàn)。”國際數據公司（IDC）的研究經理Nina Turner表示。充電站的建設必須簡單易用，她指出。

位置，還是位置……

到2025年，如果如預期那樣，道路上電動汽車數量超過標準汽車數量，那么公共充電站的建設需要立即啟動。目前，就上路的電動汽車數量來說，加利福尼亞州領跑全美，不到30萬輛，但就每輛電動汽車來說，其公共充電站數量卻相對最少——每196輛電動汽車僅安裝了一個公共直流快速充電站，每27輛電動汽車僅安裝了一個2級充電站。夏威夷、科羅拉多、德克薩斯和俄亥俄這四個州具有與加州相似的電動汽車/充電站比例。紐約市最近承諾到2020年，新建1000個充電站。

基礎設施規(guī)劃者不僅需要確定部署多少個公共充電站，支持哪些充電方法，而且還要確定充電站的位置。我們是把重點放在專用的集中式充電站（類似于加油站），還是在司機目的地（如停車場）建設公共充電站？

“需要雙管齊下的戰(zhàn)略。”美信公司（Maxim）汽車業(yè)務部業(yè)務管理總監(jiān)Tamer Kira表示：“在充電時間短于5分鐘之前，需要在人們方便停車的地方建設充電站。”

“為了在城市推廣電動汽車，我們需要不僅僅是專用的充電設施。”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。”

在司機長時間離開汽車的地方安裝公共充電站將會使電動汽車用戶受益，并鼓勵電動汽車的采用。機場、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，雖然數量還不夠。Silicon Labs公司（德州奧斯?。└笨偛眉骐娫礃I(yè)務總經理Ross Sabolcik指出，該公司已經在停車場安裝了充電站供員工使用。“一些充電站是免費的，一些按分鐘收費。”Sabolcik說，“在我們辦公室，員工給自己的電動汽車充電是免費的。但我知道，像奧斯汀機場那樣的地方，會收取他們顧客的充電費。”

工程師如何加快推進

隨著電動汽車的普及，以及美國全國范圍內充電站推進的臨近，工程師可以通過設計來解決電動汽車動力方面的挑戰(zhàn)。

“我們應該將更多工程工作投入到加大電動汽車續(xù)航里程和降低電池成本中。這將拉高電動汽車銷量，并反過來拉動更多充電站的投放。此外還需要有一個通用的充電站世界標準。”美信的Kira說。

Sabolcik指出，降低充電站成本有很強推動力。目前，想要在家中安裝快速充電站的消費者裝一座耐用的電動汽車供電設備（EVSE）充電站大約需600至700美元。Sabolcik表示：“我們要花費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間來幫助降低成本。Sabolcik指出，除了充電站設計之外，重新審視電池組設計可能會縮短充電時間。

目前，電動汽車主要用作通勤車，通常在家充電。據估計，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，目前所有電動汽車用戶中有四分之一每周至少會使用一次公共充電站。工程師工作的核心是滿足這兩個目標。






推薦閱讀：
5G時代重大變革：面向服務化架構 
FPGA：下一代機器人感知處理器 
五大優(yōu)勢凸顯 可編程邏輯或將呈現快速增長 
量子點和OLED，誰會是電視市場下半場的主流技術數