權力之爭:充電標準之爭或將威脅電動汽車的普及

一種新的全球標準能否取代現有的、廣泛應用的快速充電系統?另附:電動汽車裡程碑時間軸


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對於大多數美國人來說,電動汽車就像20世紀初內燃機汽車對於馬車駕駛員一樣,是一個全新的概念。 但對於世界各地致力於使現代電動汽車成為消費現實的組織來說,走到這一步已經花費了數十年的時間。 事實上,電動汽車行業現在已經足夠成熟,以至於發展出了自身的內部衝突——其中最大的衝突集中在車輛充電方面。 不幸的是,工程團隊和聯盟正在開發不同的快速充電標準,如果這些差異得不到解決,新興的電動汽車行業可能會因此受挫。

當然,目標是使電動汽車車主能夠像在加油站加油一樣輕鬆地為車輛充電。 通用標準是實現這一目標的關鍵。 在美國,負責制定這些充電標準的組織是汽車工程師學會 (SAE)。 2010年1月,SAE批准了所謂的 J1772標準,該標準規範了低速至中速電動汽車充電。 所有主要的電動汽車製造商,以及大多數初創企業,都承諾在其現有和未來的產品中使用J1772標準。 2011年,計劃在美國各地的早期部署社群安裝超過15,000個與J1772相容的充電站。

但J1772標準僅考慮了相對低速的充電。 在110至120伏電路中,每充電一小時可增加約8公里的續航里程,而在220至240伏電路中,每充電一小時可維持24至100公里的續航里程(具體取決於車輛和充電站的規格)。

為了在電動汽車和內燃機汽車之間創造更多的均等性,業界一直在開發所謂的直流快速充電——它可以在不到半小時的時間內幾乎充滿電動汽車的電池組。(充滿電的汽車的典型續航里程為160公里。)這種型別的充電需要一個類似加油站大小的充電樁,連線到工業電源。 雖然尺寸和電壓使直流快速充電不適合家庭車庫,但它應該足以滿足商業充電站的需求。

兩種競爭標準
一些先驅者已經在快速充電領域取得了進展,日產和三菱處於領先地位。 然而,他們選擇的標準——稱為 CHAdeMO,由一個 日本公司聯盟開發——很快將面臨來自SAE正在開發的另一種標準的競爭。

SAE預計將在九個月內完成其直流快速充電標準的制定,汽車製造商和充電站製造商應在秋季獲得裝置樣品,以開始他們的內部測試,SAE工程專家彼得·拜克說。 最終標準應在今年年底或最遲在2012年第一季度出臺。

最早也要到2013年,SAE標準才會開始出現在消費者的車輛中。 與此同時,到2011年底,日本將有近700個CHAdeMO充電站,美國500個,歐洲300個。 派克研究公司高階研究分析師兼即將釋出的全球直流快速充電技術狀況報告的作者約翰·加特納表示,到首批配備SAE相容直流快速充電的汽車上路時,僅在美國就可能有多達數千個CHAdeMO充電站。

“隨著日產和三菱開始大規模銷售電動汽車,他們希望提供直流快速充電帶來的功能,因此進入北美市場的首批產品採用了當時最接近的可用標準,那就是CHAdeMO,”加特納說。

日產於去年11月開始銷售其LEAF全電動汽車,並計劃到2013年每年銷售超過20萬輛。 三菱於去年開始在全球部分地區銷售i-MiEV全電動汽車,並將於2011年底開始在北美市場銷售。 為這兩款汽車增加直流快速充電功能是購買時的額外付費選項,許多消費者選擇了它,尤其是在CHAdeMO基礎設施將廣泛普及的西海岸。

考慮到這兩家公司的銷售目標,到SAE快速充電標準在其首款消費級電動汽車中可用時,CHAdeMO的普及潛力可能達到數萬輛,甚至超過10萬輛。

通用性具有優勢
目前的SAE快速充電設計要求採用混合組合,該組合將向後相容J1772標準,但也支援透過通用電纜進行直流快速充電。

通用充電標準在成本節約和工程易用性方面具有優勢,而且據一些人稱,SAE標準在技術上比CHAdeMO也有改進,旨在使其更具前瞻性和安全性。 寶馬將於2013年開始銷售其首款大眾市場全電動汽車i3,一直與SAE密切合作開發通用充電標準。

寶馬充電系統團隊負責人約瑟夫·克拉默說:“我們已經在世界各地遇到了不同的標準問題。 “我們在世界各地交付車輛,如果我們必須為每個地區調整我們的充電系統,那將非常困難。”

克拉默表示,雖然CHAdeMO可以工作,但其主要缺點是除了110至240伏交流埠外,還需要第二個充電埠——這增加了空間和成本要求。 此外,SAE的拜克表示,CHAdeMO使用了一種較舊的通訊標準,預計不能很好地與即將到來的智慧電網技術協同工作。 而且,它也不太安全,因為它不是依靠與地面的物理接觸來分流短路,而是依靠接地故障斷路器,後者監測線路的負載是否不平衡,並在檢測到浪湧時將其關閉。 這就像有一個備用管道用於排放汙水(物理接地)與有一種方法可以關閉爆裂的汙水管道(接地故障斷路器)之間的區別。

獲得競爭優勢
即便如此,日產表示,CHAdeMO現在和將來都能滿足電動汽車駕駛員的需求。 日產汽車公司副總裁渡邊秀明表示:“截至今日,CHAdeMO是唯一經過驗證的直流快速充電系統。 “我們正在與我們的合作伙伴合作,在全球範圍內部署CHAdeMO,我們不想採取‘觀望’的態度。 我們希望成為一個積極主動的參與者,現在就部署快速充電解決方案。”

派克研究公司的加特納表示,多種標準的存在實際上可能沒什麼大不了的。 他補充說:“真正的輸家是那些等待提供快速充電支援的汽車製造商,而他們的日本競爭對手卻在增加市場份額。”

會對普及率產生什麼影響?
加特納設想了一個未來,兩種標準將作為並行選項共存。 “由於其滲透率,CHAdeMO永遠不會過時,”他說。 “僅僅因為SAE說他們正在制定全球通用標準,並不意味著日本製造商會轉換。” 加特納認為,製造商將希望利用已經到位的基礎設施。 “如果已經有數百個充電站投入使用——很快就會達到數千個——製造商為什麼不選擇這個選項呢?” 他問道。

但寶馬不認為這種並行選項方案會奏效。 克拉默說:“從長遠來看,我不認為多種標準可以在一個地區共存。” 他列舉了所有車輛之間需要統一以及消費者便捷訪問是主要原因。 SAE的拜克對此表示贊同,並表示通用插頭形式的便利性,加上大多數製造商長期採用它,可能會迫使市場遠離CHAdeMO。

無論哪種直流快速充電標準最終勝出,短期內,這場爭議肯定會在市場上造成一些混亂,儘管加特納認為這不會對電動汽車的普及產生太大影響。 “普通消費者仍然無法區分混合動力汽車和電動汽車,”他說。 “如果這種基本區別仍然缺失,那麼直流快速充電問題就市場普及率而言,對電動汽車的整體普及率影響甚微。”

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