從燃油車(chē)向電動(dòng)車(chē)邁進(jìn)：開(kāi)啟電動(dòng)出行的新時(shí)代

作者：是德科技首席營(yíng)銷(xiāo)官 Marie Hattar

汽車(chē)行業(yè)在從燃油車(chē)向電動(dòng)車(chē)轉型的道路上正面臨重重挑戰。消費者的購買(mǎi)意愿有所減弱，高昂的電池更換費用以及公共充電基礎設施的不健全等等，這些顧慮讓消費者望而卻步。因此，汽車(chē)行業(yè)必須克服這些挑戰，才能推動(dòng)交通出行領(lǐng)域的低碳化轉型，進(jìn)而為整個(gè)經(jīng)濟社會(huì )帶來(lái)裨益。

加速電動(dòng)出行時(shí)代的到來(lái)

充電基礎設施的不足正制約著(zhù)消費者對電動(dòng)汽車(chē)的接納程度，駕駛員們需要一個(gè)既可靠、又快速且便捷的充電網(wǎng)絡(luò )——尤其是在2030年汽車(chē)數量預計將達到2.5億輛的情況下。否則，電動(dòng)出行時(shí)代的到來(lái)將步履維艱。在地域遼闊的國家，充電基礎設施的配套問(wèn)題尤為關(guān)鍵，特別是對于長(cháng)途貨運及其他依賴(lài)汽車(chē)的商業(yè)企業(yè)和行業(yè)來(lái)說(shuō)更是如此。因此，在電動(dòng)交通出行真正普及之前，亟需解決一些關(guān)鍵的技術(shù)難題。

實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)充電標準的統一和互聯(lián)互通

標準化對于保障電動(dòng)汽車(chē)充電的便捷性、可靠性及用戶(hù)友好度而言至關(guān)重要。近年來(lái)，業(yè)界在統一充電標準方面已經(jīng)取得了進(jìn)展。例如在北美地區，汽車(chē)制造商已達成共識，決定從2025年起采用支持北美充電標準（NACS）的SAE J3400連接器，此舉將有效解決各車(chē)型間的兼容難題。不過(guò)，考慮到當前道路上行駛的大多數電動(dòng)汽車(chē)仍在使用CCS1連接器，相關(guān)制造商正積極提供適配器以應對這一狀況。與此同時(shí)，ChargePoint、Electrify America和EVgo等主要充電網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商也正在著(zhù)手將NACS連接器引入其基礎設施中。

雖然已經(jīng)引入了一些國際標準化協(xié)議來(lái)緩解問(wèn)題，但互操作性的挑戰依然存在。例如，開(kāi)放充電協(xié)議（OCPP）能夠實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)間充電數據和信息的交換；開(kāi)放充電接口協(xié)議（OCPI）則支持電動(dòng)出行服務(wù)提供商與充電樁運營(yíng)商的連接；而ISO 15118標準則定義了電動(dòng)汽車(chē)與充電站之間的通信規范，使得即插即充成為可能，并支持車(chē)輛到電網(wǎng)（V2G）的功能。這些舉措有力地提升了充電的可靠性，并減少了錯誤的發(fā)生。然而，重型車(chē)輛在建立全球統一治理規則方面尚顯滯后，鑒于其是重要的排放來(lái)源，這一問(wèn)題亟需得到妥善解決。

電池技術(shù)進(jìn)步

為了加速電動(dòng)汽車(chē)的普及，電池技術(shù)的進(jìn)步顯得尤為關(guān)鍵。降低成本、加快充電速度、延長(cháng)續航里程以及探索更加可持續的解決方案，這些都是不可或缺的要素。當前，相關(guān)研發(fā)工作正在緊鑼密鼓地推進(jìn)，開(kāi)發(fā)人員正致力于評估不同的電池化學(xué)成分與形態(tài)設計，力求在降低成本的同時(shí)，大幅提升電池的功率與密度。

快速充電需要更輕、更快、更強大的固態(tài)電池。賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員已成功研發(fā)出一種采用鎳箔的新穎設計，該設計能在短短10分鐘內為汽車(chē)電池完成充電。如今，這些突破性成果正逐步邁向商業(yè)化應用階段。

隨著(zhù)未來(lái)十年的發(fā)展，人們將逐漸摒棄集中式充電的模式。為緩解現有能源基礎設施的壓力，支持車(chē)輛到電網(wǎng)（V2G）雙向交互功能的電池將發(fā)揮關(guān)鍵作用。這就需要采用雙向充電器，在夜間用電低谷時(shí)從電網(wǎng)汲取電能為汽車(chē)充電，而在用電高峰時(shí)則將多余的電力回售給電網(wǎng)。這種從依賴(lài)發(fā)電能力到注重能源存儲的轉變，將有效解決諸多難題。

將可再生能源納入能源組合

可再生能源是支撐電動(dòng)出行產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統的重要組成部分。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的日益普及，電網(wǎng)將面臨更大的壓力。而且，如果發(fā)電依然依賴(lài)化石燃料，那么電動(dòng)出行所帶來(lái)的環(huán)境效益將會(huì )被隨之而來(lái)的碳排放所抵消。因此，可再生能源對于平衡發(fā)電和用電負荷、確保達成可持續發(fā)展目標具有關(guān)鍵作用。將太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源納入能源體系，不僅能減少碳排放，還能促進(jìn)能源生產(chǎn)的分散化，并有助于電網(wǎng)的穩定運行。

測試的必要性

為避免潛在風(fēng)險，廣泛的測試環(huán)節至關(guān)重要。數字孿生技術(shù)將日益廣泛地應用于加速產(chǎn)品的設計與開(kāi)發(fā)周期中。先進(jìn)的電源設備可以根據行業(yè)標準和一致性參數指標進(jìn)行編程，以仿真不同的被測對象，如電動(dòng)汽車(chē)或供電設備，從而確保產(chǎn)品能夠實(shí)現互操作并符合相關(guān)標準。在電池測試方面，數字孿生技術(shù)能夠模擬電池在各種情境下的性能表現，以確保其不會(huì )出現故障或過(guò)熱現象。

采用這種方法，可以嚴謹地評估技術(shù)進(jìn)步，并加速設計進(jìn)程。而且，由于減少了對實(shí)際物理原型的需求，成本效益也顯著(zhù)提高。若電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)期望提升市場(chǎng)滲透率，就必須針對實(shí)際使用場(chǎng)景、駕駛者類(lèi)型以及多變的氣候條件進(jìn)行全面測試。

盡管通往電動(dòng)出行的道路仍將充滿(mǎn)挑戰，但持續的創(chuàng )新是克服諸多障礙的關(guān)鍵所在。電氣化轉型將為人類(lèi)打造一個(gè)更加清潔、健康且經(jīng)濟實(shí)惠的未來(lái)，而這些技術(shù)上的突破正是推動(dòng)這一轉型的關(guān)鍵所在。