公共电动汽车充电器为何总难达快充承诺?

对于在怀俄明州穿行的电动汽车司机而言,罗克斯普林斯的史密斯杂货店是一片绿洲。它就在 I-80 公路旁,街对面有一家 Petco,并且有六个承诺以 350 千瓦功率充电的插头。按照这个速度,一辆特斯拉 Model 3 在去洗手间和拿一块士力架的时间内就能从没电充到满电。

但上个月,当我开着一辆载着一只狗和两个孩子、显得很拥挤的Rivian R1S 艰难地抵达这个充电站时,那 350 千瓦的功率简直就像海市蜃楼。Rivian 的 SUV 最多只能以 220 千瓦的功率充电,而充电器本身把充电功率限制在了仅 50 千瓦。因为这一站,我们精心规划的七小时公路旅行延长了两个小时。

这不是怀俄明州特有的问题,也不是 Rivian 的问题。据帮助网络决定在哪里建设新基础设施的 Stable Auto 称,在承诺充电速度为 100 千瓦或更高的美国公共充电站,2022 年的平均实际充电功率仅为 52 千瓦。这种差距——在很大程度上反映了电池电力的特性——使得许多美国司机不清楚他们的充电何时、为何以及被限制了多少。

“现实情况是,如今我们确实没有快速充电基础设施,”Fermata Energy 的董事长兼创始人 David Slutzky 说,Fermata Energy 是一家构建车网充电系统的初创公司。“它们几乎都会很快降低充电功率。”

即使是最先进的公共充电器也很少以最大功率运行,这有很多充分的理由。电池电力的化学魔法比往油箱里倒油要复杂得多,内部和外部因素都会对充电速度产生影响。

首先,电动汽车本身吸收电子的速度只能这么快。在美国现有的 55 款电动车型中,有一半的充电功率超过 200 千瓦,只有五款能达到 350 千瓦。在极热或极冷的情况下,这些速度会进一步降低。极端温度会损坏锂离子电池,因此汽车制造商对其车辆进行编程,使其在特定温度下减缓充电速度。

更棘手的是,随着汽车电池接近充满,电动汽车的充电速度会自然减慢,以防止其过热。(智能手机和笔记本电脑也是如此。)尽管每个汽车的充电曲线细节都是独特的,但品牌在分享这些细节方面都很谨慎,即使是对购买其产品的人也是如此。例如,特斯拉汽车的充电曲线相对陡峭,这意味着充电的“快速”部分持续时间不长。

最后,充电网络本身也会限制电子流。在炎热的日子里,当地电网可能会被大量运行的空调占用殆尽,或者插头的软管可能接近过热状态。许多充电站在车辆之间分配电力,允许它们用相同的电量安装更多的充电线。换句话说,当有人使用第二个充电线时,一个 200 千瓦的充电器就变成了 100 千瓦的充电器。(美国能源部将 50 千瓦及以上的插头归类为“快速”。)

“车辆和充电器之间存在某种复杂的交互过程,所以我认为这当中肯定存在教育方面的差距,”EVgo 政策执行总监萨拉·拉法尔森(Sara Rafalson)说道。

这种差距有可能对美国电动汽车的普及造成阻碍,在美国,充电速度已成为一个营销指标。汽车制造商喜欢吹嘘自家汽车从 10%或 20%的电量充到 80%的速度有多快,而公共充电站往往在机器上直接显示的是最大充电速率,而非平均或预期速率。据彭博新能源财经(BloombergNEF)的数据,美国约 17%的公共充电器额定功率在 100 千瓦以上,而英国为 10%,荷兰为 2%。

“我们仍然能看到客户的期望与他们在现场实际看到的情况之间存在很大的差异,”Electrify America 运营副总裁安东尼·兰姆金(Anthony Lambkin)说道,该公司运营着近 1000 个美国充电站。“好消息是我们有众多新司机,这不过是学习过程中的一件事罢了。”

消费者们就没那么乐观了。据追踪电池健康状况的初创公司 Recurrent Auto 称,对 10.3 万次特斯拉充电过程进行的一次抽样调查发现,平均充电速度为 90 千瓦——不到最大值的一半。在最近的一项 JD Power 调查 中,电动汽车车主对公共充电速度的评分在研究的 10 个类别中接近垫底。JD Power 电动汽车业务执行董事布伦特·格鲁伯(Brent Gruber)表示,“当你把那些(千瓦)数字贴在充电器本身上时”,消费者就会产生错误的预期。

充电业务的高管们坦言,他们可以做更多工作来教育消费者,尤其是那些刚接触 电动汽车 的消费者。兰姆金说:“这仍然是一个挑战。但这里面有一个真正的技术层面的东西,似乎吸引着人们。当人们看到自己获得了最大充电速率时,会非常非常兴奋。”

充电本身所具有的复杂性意味着速度差距永远无法完全缩小——但在不久的将来应该会缩小。在美国,充电网络正在建设 更快、更大的充电站,这将缓解插头之间电力稀释的需求。自 2022 年底以来,Electrify America 建造的每个充电站都能够达到 350 千瓦,其中一些站点现在有 20 个充电插槽。

汽车制造商也已意识到,最大充电速率对购车者而言是一项决定性因素,并且正在即将推出的车型上提升这一速率。

兰姆金说:“技术方面将会奋起直追,应当能够满足学习曲线方面的需求。”

但就当下来说,应对这种不可预测性的最佳办法是做好准备——有时得持之以恒。雅各布·埃斯皮诺萨(Jacob Espinoza)从新墨西哥州的家中出发进行任何公路旅行之前,都会查看一个包含三个部分的清单:将目的地输入路线规划应用程序;查看充电网络应用程序;并查看Plugshare,这是一个众包充电器评论平台。

“当你做了这三件事,开电动汽车长途旅行真的没那么难,”埃斯皮诺萨说,他在YouTube 上记录了他的电池驱动公路旅行。

回到罗克斯普林斯,由于跳过了埃斯皮诺萨清单中的第二和第三步,我付出了代价。在以 50 千瓦的功率充电约 15 分钟之后,我们尽量减少损失,又向北行驶了 100 英里,抵达怀俄明州的派恩代尔,在斯托克曼酒馆和牛排馆后面尘土飞扬的一块空地上,有两根充电线闲置着。“边疆日”节正在镇上举行,所以我们顺便去看了一场民间音乐会。

皮恩代尔的插头最大充电速度为 120 千瓦,应该比我们在罗克斯普林斯的 350 千瓦机器慢得多。但我们只剩 90 英里的路程,它短短几分钟就充好了电。这日子真是够前沿的!