隨著汽車制造商升級電動汽車(EV)設計,以及電動汽車在世界各地的普及,電動汽車市場有望迅猛發展。根據瑞銀投資銀行的數據,預計到2025年,電動汽車將占全球新車銷量的20%,到2030年將占50%。
但這些預測都面臨著一些殘酷的現實。例如,行駛里程限制、充電時間過長和缺乏公共充電樁,這些不利因素讓許多潛在的電動汽車消費者猶豫觀望。好消息是,政府建設充電基礎設施的努力以及最近電池技術的改進可能會加速電動汽車的大規模普及。
加快充電速度
對電動汽車(EV)的持續擔憂是其充電時長遠高于燃油車的加油時長。
充電時間取決于充電方法、車輛類型和充電設施的建造時間。根據美國交通部的數據,2級設施用于家庭和商用充電,需要駕駛員等待4到10個小時。而最快的充電方法是直流快速充電(DCFC),商業客戶可以在20分鐘到1小時內將電池充至80%的水平。
盡管在家充電很方便,但消費者對快充表現出明顯的偏好。在2020年燃料研究所的一項調查中,超過一半的受訪者表示,他們愿意為直流快速充電支付更多費用。
制造商很清楚客戶對更快充方式的渴望,但過快充電會損壞電池,縮短其使用壽命并降低其性能,在最壞的情況下,會導致電池出現災難性故障。更大的功率并不一定等同于實現全面快速充電,因為隨著電池老化,充電速度會變慢。
充電也會受到電池配置的影響,電池配置的差異很大,不僅在不同的制造商之間存在差異,在不同的型號之間也是如此。電池配置對汽車制造商來說非常重要,他們將其用作創建從運動型到嚴格實用型電動汽車設計的差異化因素。
一些制造商正在投資充電站,在充電站中,電池配置的不同會導致不同結果。例如,特斯拉已經建立了一個全國超級充電站網絡,只需15分鐘就能給電動汽車充滿電量。
電池的實驗與創新
之所以存在這么多電池配置,原因很簡單:電池仍然需要相當大的改進。例如,并非每輛電動汽車都能采用直流快充,這限制了快速充電基礎設施發揮優勢。
顯然我們需要在電池方面進行實驗和創新,以使電動汽車能充分利用快速增長的充電基礎設施。面臨的挑戰是電動汽車電池的制造難度和成本很高。不過,這種情況也在改變。
例如,新的電池連接系統使用柔性印刷電路(FPC)板將電池連接到監控系統和各種端口。由于這項創新,我們不再需要采用人工接線的菊花鏈連接,手工接線可能會導致配置錯誤。該設置也比分立電線更不容易退化,同時重量輕,運輸成本降低。
更快且更經濟高效地制造電池將為制造商提供更多時間和經費來創新。這也將使他們能夠嘗試新的方法來安全地加速充電過程并延長電池壽命。
擴展充電基礎設施
即使存在這些制約因素,行駛里程還是有了很大的提高。許多電動汽車的續航里程現已達到400到500公里。
但司機的里程焦慮仍未根本解決。充電站少、且充電站之間相隔較遠。對司機來說的確是個問題。根據德勤的《2022年全球汽車消費者研究》,由于擔心缺乏可用的充電樁,14%的消費者決定不考慮購買電動汽車。
為了改變這一局面,我們需要通過投資來擴展充電基礎設施。上面提到的特斯拉對全美超級充電站網絡的投資和試點計劃只是一個開始。為了使電動汽車市場生存和發展,我們需要有一個更充足的充電網絡。
新的商業模式
新的充電站的推出也可能因經濟力量的增強而加速。例如,發改委發布的《進一步提升電動汽車充電基礎設施》的實施意見中,提出要充分發揮動力電池的儲能特性,探索推廣有序充電、V2G等形式,實現電動汽車與電網的協同互動。在礦場、港口、城市轉運等場景因地制宜推廣換電模式。
運營商也在尋找從充電站賺錢的新方法。例如,一些運營商在充電點上增加了數字屏幕,如果客戶在等待充電期間在鄰近的餐館、購物中心和劇院購物,數字屏幕就可以為他們提供促銷信息。還有一些公司正在研發能夠收集客戶數據的視覺充電器,包括收集人口統計數據以及充電汽車的品牌和型號。不過,還有一些公司可能會播放當地電視轉播的體育賽事或其它能帶來收入的娛樂內容。
對于任何企業來說,充電亭都是一個品牌推廣的機會,借助其獨特的設計,企業可以在上面放上企業信息。例如,汽車制造商開始在其經銷商處部署充電亭,所選擇的設計被用來描繪“輕松奢華”或“前瞻性科技”等價值觀。
雖然外觀設計在很大程度上受制于車內部件,但靈活性正在增加。例如,Molex可以建造各種形狀、尺寸和涂層的母線,使公司能夠靈活地滿足電動汽車的設計需求,同時保持可制造性。
目前電動汽車電池充電和基礎設施建設仍存在許多障礙,但前進勢頭明顯,這激勵著制造商、供應商和企業放飛其想法。
軟件在車輛中扮演主角,快速增長的數據連接數量,要求工程師以不同視角來審視傳統系統。從發動機和制動器到座椅和汽車收音機,汽車的任何部分都不再孤立地運行。設計師現在正在與頂級科技合作伙伴合作,來向市場提供流暢互聯的車內體驗。
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原文標題:解決電動汽車充電的關鍵設計難題
文章出處:【微信號:Molex_connector,微信公眾號:Molex莫仕連接器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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