公共電動汽車充電器爲何總難達快充承諾?
對於在懷俄明州穿行的電動汽車司機而言,羅克斯普林斯的史密斯雜貨店是一片綠洲。它就在 I-80 公路旁,街對面有一家 Petco,並且有六個承諾以 350 千瓦功率充電的插頭。按照這個速度,一輛特斯拉 Model 3 在去洗手間和拿一塊士力架的時間內就能從沒電充到滿電。
但上個月,當我開着一輛載着一隻狗和兩個孩子、顯得很擁擠的Rivian R1S 艱難地抵達這個充電站時,那 350 千瓦的功率簡直就像海市蜃樓。Rivian 的 SUV 最多隻能以 220 千瓦的功率充電,而充電器本身把充電功率限制在了僅 50 千瓦。因爲這一站,我們精心規劃的七小時公路旅行延長了兩個小時。
這不是懷俄明州特有的問題,也不是 Rivian 的問題。據幫助網絡決定在哪裡建設新基礎設施的 Stable Auto 稱,在承諾充電速度爲 100 千瓦或更高的美國公共充電站,2022 年的平均實際充電功率僅爲 52 千瓦。這種差距——在很大程度上反映了電池電力的特性——使得許多美國司機不清楚他們的充電何時、爲何以及被限制了多少。
“現實情況是,如今我們確實沒有快速充電基礎設施,”Fermata Energy 的董事長兼創始人 David Slutzky 說,Fermata Energy 是一家構建車網充電系統的初創公司。“它們幾乎都會很快降低充電功率。”
即使是最先進的公共充電器也很少以最大功率運行,這有很多充分的理由。電池電力的化學魔法比往油箱裡倒油要複雜得多,內部和外部因素都會對充電速度產生影響。
首先,電動汽車本身吸收電子的速度只能這麼快。在美國現有的 55 款電動車型中,有一半的充電功率超過 200 千瓦,只有五款能達到 350 千瓦。在極熱或極冷的情況下,這些速度會進一步降低。極端溫度會損壞鋰離子電池,因此汽車製造商對其車輛進行編程,使其在特定溫度下減緩充電速度。
更棘手的是,隨着汽車電池接近充滿,電動汽車的充電速度會自然減慢,以防止其過熱。(智能手機和筆記本電腦也是如此。)儘管每個汽車的充電曲線細節都是獨特的,但品牌在分享這些細節方面都很謹慎,即使是對購買其產品的人也是如此。例如,特斯拉汽車的充電曲線相對陡峭,這意味着充電的“快速”部分持續時間不長。
最後,充電網絡本身也會限制電子流。在炎熱的日子裡,當地電網可能會被大量運行的空調佔用殆盡,或者插頭的軟管可能接近過熱狀態。許多充電站在車輛之間分配電力,允許它們用相同的電量安裝更多的充電線。換句話說,當有人使用第二個充電線時,一個 200 千瓦的充電器就變成了 100 千瓦的充電器。(美國能源部將 50 千瓦及以上的插頭歸類爲“快速”。)
“車輛和充電器之間存在某種複雜的交互過程,所以我認爲這當中肯定存在教育方面的差距,”EVgo 政策執行總監薩拉·拉法爾森(Sara Rafalson)說道。
這種差距有可能對美國電動汽車的普及造成阻礙,在美國,充電速度已成爲一個營銷指標。汽車製造商喜歡吹噓自家汽車從 10%或 20%的電量充到 80%的速度有多快,而公共充電站往往在機器上直接顯示的是最大充電速率,而非平均或預期速率。據彭博新能源財經(BloombergNEF)的數據,美國約 17%的公共充電器額定功率在 100 千瓦以上,而英國爲 10%,荷蘭爲 2%。
“我們仍然能看到客戶的期望與他們在現場實際看到的情況之間存在很大的差異,”Electrify America 運營副總裁安東尼·蘭姆金(Anthony Lambkin)說道,該公司運營着近 1000 個美國充電站。“好消息是我們有衆多新司機,這不過是學習過程中的一件事罷了。”
消費者們就沒那麼樂觀了。據追蹤電池健康狀況的初創公司 Recurrent Auto 稱,對 10.3 萬次特斯拉充電過程進行的一次抽樣調查發現,平均充電速度爲 90 千瓦——不到最大值的一半。在最近的一項 JD Power 調查 中,電動汽車車主對公共充電速度的評分在研究的 10 個類別中接近墊底。JD Power 電動汽車業務執行董事布倫特·格魯伯(Brent Gruber)表示,“當你把那些(千瓦)數字貼在充電器本身上時”,消費者就會產生錯誤的預期。
充電業務的高管們坦言,他們可以做更多工作來教育消費者,尤其是那些剛接觸 電動汽車 的消費者。蘭姆金說:“這仍然是一個挑戰。但這裡面有一個真正的技術層面的東西,似乎吸引着人們。當人們看到自己獲得了最大充電速率時,會非常非常興奮。”
充電本身所具有的複雜性意味着速度差距永遠無法完全縮小——但在不久的將來應該會縮小。在美國,充電網絡正在建設 更快、更大的充電站,這將緩解插頭之間電力稀釋的需求。自 2022 年底以來,Electrify America 建造的每個充電站都能夠達到 350 千瓦,其中一些站點現在有 20 個充電插槽。
汽車製造商也已意識到,最大充電速率對購車者而言是一項決定性因素,並且正在即將推出的車型上提升這一速率。
蘭姆金說:“技術方面將會奮起直追,應當能夠滿足學習曲線方面的需求。”
但就當下來說,應對這種不可預測性的最佳辦法是做好準備——有時得持之以恆。雅各布·埃斯皮諾薩(Jacob Espinoza)從新墨西哥州的家中出發進行任何公路旅行之前,都會查看一個包含三個部分的清單:將目的地輸入路線規劃應用程序;查看充電網絡應用程序;並查看Plugshare,這是一個衆包充電器評論平臺。
“當你做了這三件事,開電動汽車長途旅行真的沒那麼難,”埃斯皮諾薩說,他在YouTube 上記錄了他的電池驅動公路旅行。
回到羅克斯普林斯,由於跳過了埃斯皮諾薩清單中的第二和第三步,我付出了代價。在以 50 千瓦的功率充電約 15 分鐘之後,我們儘量減少損失,又向北行駛了 100 英里,抵達懷俄明州的派恩代爾,在斯托克曼酒館和牛排館後面塵土飛揚的一塊空地上,有兩根充電線閒置着。“邊疆日”節正在鎮上舉行,所以我們順便去看了一場民間音樂會。
皮恩代爾的插頭最大充電速度爲 120 千瓦,應該比我們在羅克斯普林斯的 350 千瓦機器慢得多。但我們只剩 90 英里的路程,它短短几分鐘就充好了電。這日子真是夠前沿的!