近年來,在全球能源轉型,各國綠色環保政策的鼓勵和支持下,人們越來越多地選擇電動汽車出行,而電動汽車創造了一種新的出行病:里程焦慮。為了解決這一問題,全球都在加緊充電基礎設施建設,加速布局充電樁、充電場等,但仍無法滿足隨時隨地充電的需求。
因電不足在路上拋錨,去公共充電站耗費較長的時間,充電需要排隊且需考慮停車費問題,甚至遇上有樁無電、有電無樁的情況等,電動汽車充電一直面臨著較多問題。因此,能實現便攜、靈活且可移動的充電設備應運而生,如行駛中可充電的光伏高速公路、點對點式汽車充電、充電機器人等。
據Navigant Research發布的移動式電動汽車充電設備研究報告顯示,移動充電解決方案的商業化已經開始,目前移動充電僅占整個電動汽車充電設備市場的一小部分(約0.5%),而到2030年將達2%,市場規模預計將從2020年的160億美元增長到2030年的600億美元。
日前,美國科羅拉多州的Lightning Systems推出了一款可以安裝在汽車或拖車中的移動式直流快充設備——Lightning Mobile直流快充器,目標是通過快速路邊充電對電動汽車車隊實施救援。
Lightning Mobile直流快充器可以提供高達80kW直流(CCS1)輸出功率和192 kW·h車載電池儲能器,不僅可以滿足電動汽車長續航的需求,而且也適合卡車和公共汽車等大型車輛;在不使用時,Lightning Mobile還可以作為能量存儲系統,減少峰值用電量。
相比于Lightning Mobile直流快充器,美國新創公司Spark Charge 推出的行動充電方案,每充電1分鐘就能增加約1.6公里的續航。該方案采用了18650圓柱形鋰電池的行動充電器,最大功率、電壓達20kW、500V,電流40A左右,可用的充電規格為CHAdeMo,適用車型包括特斯拉全車系和Nissan Leaf,且今年預計將會推出CCS規格充電以支持更多車型。
這臺充電器整個系統分為兩個元件,上半部是充電模組,下半部是電池組且可以疊加、替換。目前,Spark Charge已和當地拖救服務公司合作,在拖車上放了一臺5顆電池組的充電組(共17.5kW·h)。當車主需要緊急補電時,他們可以立刻開到現場充電,提供最大約112公里的續航,足夠讓車主開到附近的充電站。
移動式充電設備的主要目標:為充電設備業主和車隊運營商提供一定的靈活性,降低固定充電設備大規模部署投資擱淺產生的風險,同時避免電網配電升級成本和一些安裝成本。
據了解,目前移動充電形式主要包括車載電池式的應急充電、機械臂輔助式充電和無線充電。而無論國外還是國內市場,車載電池式的移動充電形式被行業人士稱為移動充電的1.0版本,也是目前應用最多的移動充電方式。
據相關統計,我國的充電廂式車服務車隊在過去1年中已完成了10多萬次的充電。到目前為止,我國充電廂式車主要的提供商是蔚來和北汽新能源,其中蔚來運營的廂式車可存儲約200kW·h的電量為汽車充電,同時提供交流和直流接頭,足以滿足約3次充滿電的需要。
此外,大眾正在使用其MEB平臺進行移動充電設備的試驗項目,提供360kW·h的靈活供電;大眾設置和測試的原型產品規格為1.4m×1m×2.4m。同時,大眾正與DU-POWER的合資企業推出移動式快速充電設備,并計劃在德國漢諾威開始生產。
業內人士表示,采用機械臂輔助充電的形式,可能是今后移動充電的發展方向,但是其涉及的安全、技術路線和標準化等問題還沒有得到解決,至今沒形成推廣的價值;移動充電最終會走向的無線充電形式,面臨著技術成熟度和成本的制約,還處于產業化探索階段。
為了滿足電動汽車隨時隨地充電的需求,除了車載式移動充電外,業內人士建議:還應針對多場景實現在網有線的移動充電解決方案,如燃油車占據充電樁車位時,移動充電樁自動滑動到空車位;一個或少量的移動充電樁為停車場內的多輛車充電;有線移動式充電樁為隨意停放在小區地面上的車輛充電;懸垂式移動充電設備在停車范圍內任意地點充電;擺臂式移動充電設備擺動到車輛上方的特殊位置充電等。