用充电站为电动汽车供电

随着充电基础设施的不断扩展，电动汽车 (EV) 正在成为主流。根据世界经济论坛的数据，到 2030 年将有 2.15 亿辆电动乘用车上路。未来十年电动汽车的快速普及将增加对电动汽车配套技术的需求。在这个 powerUP 播客中，我们与意大利卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系电子学副教授 Gregorio Cappuccino 和《盈利增长战略》的作者 Thomas Michael Hogg 讨论了电动汽车及其充电站.

文章

电池论坛：通过电池和电气化创造低碳未来

电动汽车动力总成集成

我们准备好转向电动汽车了吗？

电动汽车无线充电技术

特斯拉通往电动汽车市场领导地位的粗略之路

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开始

欢迎来到 Powerup，这是由 Maurizio Di Paolo Emilio 主持的播客节目，它为 PowerElectronicsNews.com 和其他 AspenCore Media 出版物上的一些关于电力电子技术和产品的故事带来了生命。

在这个节目中，您将听到工程师和高管讨论电力电子和汽车、工业和消费等市场的新闻、挑战和机遇。这是您的主持人、电力电子新闻和 EEWeb.com 的主编 Maurizio Di Paolo Emilio。

-27.26

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥 

大家好，欢迎来到 Power Up 的这一新剧集。在这一集中，我们将讨论电动汽车及其充电站。随着电池和电源管理技术的成熟以及电动汽车充电基础设施的扩展，电动汽车正在成为主流，世界上许多国家已承诺在不久的将来禁止销售汽油和柴油汽车。根据世界经济论坛的数据，到 2030 年，将有大约 200 万辆电动乘用车上路。随着未来十年电动汽车的快速普及，对配套技术的需求将继续增加。市场继续加速向电气化方向发展，需要考虑三个方面：储能、效率、以及对大众市场客户采用至关重要的基础设施，我指的是充电站。今天我们将与 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 讨论这个话题。Thomas 是《盈利增长战略：来自德国公司的七个行之有效的最佳实践》一书的作者。他是一名顾问和导师，在德国、瑞士、美国和墨西哥拥有 20 多年的市场和工作经验。Gregorio 是卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系的电子学副教授。他是同一所大学专门从事电动汽车充电站的分拆公司的联合创始人。让我们先谈谈托马斯，然后再谈谈格雷戈里奥。今天我们将与 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 讨论这个话题。Thomas 是《盈利增长战略：来自德国公司的七个行之有效的最佳实践》一书的作者。他是一名顾问和导师，在德国、瑞士、美国和墨西哥拥有 20 多年的市场和工作经验。Gregorio 是卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系的电子学副教授。他是同一所大学专门从事电动汽车充电站的分拆公司的联合创始人。让我们先谈谈托马斯，然后再谈谈格雷戈里奥。今天我们将与 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 讨论这个话题。Thomas 是《盈利增长战略：来自德国公司的七个行之有效的最佳实践》一书的作者。他是一名顾问和导师，在德国、瑞士、美国和墨西哥拥有 20 多年的市场和工作经验。Gregorio 是卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系的电子学副教授。他是同一所大学专门从事电动汽车充电站的分拆公司的联合创始人。让我们先谈谈托马斯，然后再谈谈格雷戈里奥。Gregorio 是卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系的电子学副教授。他是同一所大学专门从事电动汽车充电站的分拆公司的联合创始人。让我们先谈谈托马斯，然后再谈谈格雷戈里奥。Gregorio 是卡拉布里亚大学电子、计算机科学和系统系的电子学副教授。他是同一所大学专门从事电动汽车充电站的分拆公司的联合创始人。让我们先谈谈托马斯，然后再谈谈格雷戈里奥。

-25.42

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥 

嗨，托马斯，非常感谢您的光临。非常感谢你在这一集中的 Power up，你好吗？

-25.35

托马斯·迈克尔·霍格

我很好。非常感谢，很高兴与您交谈，非常感谢您邀请我参加您的播客。

-25.28

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

伟大的。所以，今天的主题是电动汽车，电动汽车的下一步是什么。因此，电动汽车市场多年来一直在急剧增长。市场上已经有大量的电动和混合动力汽车，世界正在快速转向电动汽车。因此，在电气化竞赛中，电动交通正在以我们以前从未见过的方式彻底改变移动性。那么，电动汽车市场的现状如何？哪些是主要参与者？

-24.54

托马斯·迈克尔·霍格

这是一个大趋势，因为不像特斯拉的 Giga 工厂那样说是 Giga 趋势，当我们谈论市场和新一代的可持续性需求和要求时，它确实是一个 Giga 趋势，对吧？当我们谈论不同的参与者时，当然，我们必须谈论特斯拉和埃隆马斯克真正投资于该行业的愿景，不仅投资于该行业的业务，而且真正具有作为可持续品牌的目的。这就是为什么我认为它是最大的市场参与者和电气记录方面的领导者之一，但也包括传统汽车制造商品牌，例如德国汽车制造商品牌，例如大众汽车及其主要品牌奥迪，他们在以下方面取得了很大成功他们的……尤其是 E Tron 车型，还有其他车型，比如宝马，梅赛德斯正在……而保时捷的目标……正在进入这个市场。当我们谈论其他国家，还有日本品牌……本田、尼桑、美国品牌……福特通用汽车，还有一些来自中国的新玩家，大公司还有来自印度的塔塔汽车，这真的很有趣看看这个市场如何通过新型号变得越来越具有竞争力。我想我们将来会看到很多充满活力或真正充满活力的市场。

-23.46

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

所以，你正在改变很多人在他们的生活中一直保持不变的东西，只是考虑汽油和电动汽车，现在考虑那辆车。所以，这是期望的一点变化。您认为接受电动汽车是否存在社会和文化障碍？

23.28

托马斯·迈克尔·霍格

当然！我的意思是，现在人们有了更环保、更可持续的意识。例如，有像挪威和瑞士这样的国家。还有……关于这些国家的购买力，以及生活在那里的人们，我们可以看到人们，尤其是年轻一代，购买越来越多的电动汽车。但是有一些障碍。当然，当我们谈到车辆成本时，我们必须看到，我们需要一些更便宜的车型。我们还需要一些更便宜的技术，我们可以说在五到十年内，我们有超过 50% 的汽车是电动的，对吗？所以是的，有一些障碍。也许当我们谈论趋势，意识时，这真的很快。当我们谈论拜登时，所有这一切都是由几乎所有政府推动的，当我们谈论默克尔和德国时，他们进行了大量投资，尤其是在这个电力市场上。我想我们需要几年时间。所以特别是关于汽车的价格。

– 22.35

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

电动汽车市场仍面临两大挑战：如您所说的成本和行驶里程。续航里程被认为是采用全电动汽车的主要趋势。降低成本和提高系统效率的一种方法是从半导体的角度集成动力总成，电动汽车的动力总成系统涉及从车载充电器到电池及其管理系统的多种解决方案。我们应该在哪些方面努力降低成本？

-22.05

托马斯·迈克尔·霍格

是的，首先，我们必须看到汽车的技术和性能达到了意想不到的水平，对吧。正如您所说，当我们谈论行驶里程时，还必须或必须增加充电时间以及我们在不同国家/地区所需的整个充电基础设施。但当然，我的意思是，动力传动系统在那里也非常关键。我想很多人不知道电动汽车大约 50% 的成本都集中在它的动力系统上。当我们谈论那里时，我们必须谈论电池组，以便逆变器和控制器以及所有组件，我们必须看到这些技术的成本，并且这些组件在未来几年必须下降，以便我们可以有更合理的汽车价格。但我认为有一个非常重要的话题，这与售后市场有关。因此，我们需要更多的售后市场公司，他们以后有兴趣销售这些系统以及电池、动力系统，以便我们在未来几年降低价格。

-21.03

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

所以，电动汽车销量的增加，但不仅仅是我猜，导致每年可充电电池的产量增加，而且很多使用的原材料可能很快就会用完。那么，我们如何以可承受的成本安全地回收为电动汽车提供动力的电池？未来是什么？你怎么认为？

-20.40

托马斯·迈克尔·霍格

Maurizio 说得真好。因为我觉得现在的电动车电池真的不是为了回收而设计的。我的意思是，这是一个直到过程，我猜政府真的在那里发挥了关键作用。他们必须在那里发挥关键作用，因为他们被迫监管这个市场。他们应该这样做。而且，我们在这个市场上的回收水平更高，对吗？因此，当我们谈论中国在 2018 年重新开始时，要实施一些规则以促进电动汽车电池组件的再利用，而欧盟和美国也在试图迫使公司在这一回收挑战中前进。所以，我想首先，我们需要更多的法规，并迫使公司设计可回收的电池。

-19.55

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

所以，另一个挑战，我认为将是我们的基础设施，它必须在充电时间方面发生变化。我的意思是，像我们的电网……拥有更多的充电站。那么，你怎么看，情况如何？

-19.38

托马斯·迈克尔·霍格

是的，正如我们看到的，这个国家对充电基础设施有巨大的需求，因为我的意思是，当我们稍后谈论客户的要求时，我的意思是，他们需要它，再次，我的意思是，他们想要性能，但他们想要它以合理的价格。我猜，时间就是金钱和我们在不同国家需要的资源。我的意思是，我们才刚刚开始建立所有这些基础设施。但同样，当我们看到采用时，我的意思是电动汽车，我的意思是，我想这可能真的很快。因此，我认为在四到五年内，我们真的可以看到较发达国家的充电基础设施有所不同，并且在新兴经济体的大城市中也将逐步实现。

-18.59

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

那么，电动汽车电池无线充电多久会成为现实？因此，无论是通过道路，还是车辆上的太阳能电池板，或其他方式。

-18.49

托马斯·迈克尔·霍格

我想我的意思是，必须更详细地开发该技术。我想我们在谈论…… 很难做出估计。但我想我们会讨论 10 年，大约 10 年，我想，10 到 15 年的时间来开发更复杂的无线充电系统，这些系统确实可以长期发挥作用。好的。

-18.27

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

很好，所以......我们得出结论。我的最后一个问题，在您看来，未来 10 年、20 年电动汽车的未来会是什么样子？

-18.18

托马斯·迈克尔·霍格

正如我一开始所说的，我的意思是，首先，这是关于竞争力的，关于不同品牌的不同品牌，不仅关于解决方案，还关于品牌。因此，不同品牌的市场非常重要。我试图在这里指出，当我谈论一些传统品牌时，我对德国品牌了解得更多一些，真的当我们谈论宝马时谈论奥迪时，我的意思是，他们的定位非常好当我们谈论性能时。当我们谈论质量时，显然还有梅赛德斯和保时捷等等，我猜他们与一些传统品牌相比具有某种优势。而且，由于他们的分销网络，他们已经拥有在亚洲市场或中国特别强大的德国品牌。所以，这就是我在未来看到的，对吧？我的意思是，关于模型和性能存在竞争。而且，这与品牌有关，但您确实需要，您需要一个良好的分销网络。然后你也不能低估每个地方的市场是不同的，对吧？当我们谈论法律条件时，当我们谈论竞争对手的反应时，当我们谈论美国、通用汽车和福特时，他们也在努力进军这个市场。所以我想这都是关于竞争力的。这些新品牌存在一些不确定性。归根结底，这就是我的意思，我想对客户来说是个好消息，对吧？如果有更多的竞争，我想我们可以看到价格正在下降。而且，我们可以访问不同的模型，

-16.48

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

好的。谢谢你，托马斯。很高兴与您谈论电动汽车。谢谢你。

-16.44

托马斯·迈克尔·霍格

非常感谢。

-16.38

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

嗨，格雷戈里奥，非常感谢你的到来。你好吗？

-16.36

格雷戈里奥卡布奇诺

嗨毛里齐奥，我很好。感谢你的邀请。

-16.32

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

所以，今天的主题是电动汽车及其充电站。但在详细介绍之前，请告诉我更多关于您的信息。请自我介绍一下。

-16.22

格雷戈里奥卡布奇诺

所以，我的名字是格雷戈里奥卡布奇诺。我是意大利卡拉布里亚大学的教授。我的研究兴趣是电动汽车的电池管理和市场充电。目前，我教授有关电源和智能充电的电子设备课程。我也是 CalBatt 的首席执行官。那是一家专门为电动汽车提供智能充电解决方案的公司。该公司得到了意大利最大的公用事业公司的参与，由于其创新的技术和产品，CalBatt 被选为在巴黎气候变化会议上展示的 100 家意大利卓越企业。

-15.37

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

如您所知，世界正朝着电动汽车发展。因此，电气化竞赛进行得非常快。告诉我电动汽车市场的现状如何？市场方面有什么消息，世界是否准备好转向电动汽车还取决于成本？那么，电动汽车成本的主要驱动因素是什么？

-15.07

Gregorio Cappuccino 好吧，尽管 2020 年发生了 COVID 大流行，但流通中的电动汽车数量达到了 1000 万辆的门槛，注册量比上一年增加了约 43%。在这种情况下，欧洲的年度增幅最大，约有 140 万新注册。中国以 120 万辆位列第二，而在美国，新电动汽车的绝对增长仅为 29.5 万辆。但即使在美国，情况也在发展，例如，其 F-150 Lightning Ford 推出后取得了巨大成功，并收到了超过 120000 辆的预订单。此外，通过 COVID-19 恢复包，许多国家将重点放在电动汽车上，大大加快了交通电气化进程。这是最近一项商业咨询提供商预测到 2030 年将有或多或少 3500 万辆电动汽车。这意味着复合年增长率超过 26%，这是一个巨大的数量。毫无疑问，影响电动汽车普及的因素之一是成本。究其原因，电动车的购买价格比传统汽车高，就是电池成本高。举个例子，有个想法，对于中型乘用车，仅电池成本就可以占到整车总成本的1/3。显然，在 SUV 的情况下，与中型或小型汽车相比，动力 10 在总成本中所占的份额较小，但无论如何，电池的影响非常大。反正，由于电池价格的降低，预计乘用车的差价至少会在 20 年代末左右取消是合理的。我的观点是，由于引入了一些颠覆性创新，例如，在车架中集成电池组……这是特斯拉最近开发的一种解决方案，价格差异将更快地缩小。

-12.20

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥 

未来几年，中国、欧洲和美国电动汽车人口的总充电能量需求可能会大幅增长，从每小时 200 亿千瓦时增加到约 3 亿千瓦时。这反映了电动汽车的采用、每年行驶的总里程和每英里所需的平均千瓦时。虽然每小时 3000 亿千瓦听起来是一个很大的数字，但它只占美国当前能源需求的不到 10%，您认为电动汽车需要多少能源？

-11.44

格雷戈里奥卡布奇诺

我认为您提供的估计完全符合基本计算，因为根据经验，现在平均消耗量在每公里 150 到 250 瓦时之间。因此，考虑到中等年产量，您得出的总能源需求量或多或少仅为 1/10。我说的是世界上流通的所有车辆的全球能源消耗量不到美国能源动力组的 10%。所以，你是对的，这似乎是合理的。问题不在于需要多少能量。问题是何时何地需要这种能量。您必须认为电动汽车充电的电力需求的日常趋势与更整合的经典负载的能源需求有很大不同。所以，在某些情况下，

-10.09

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

需要考虑的主要问题之一是缺乏充电点。司机最关心的问题之一是担心电动汽车无法保持足够的电量到达目的地。目前，荷兰和我认为其他国家的电动汽车充电站密度最高，世界其他国家需要效仿这一点，通过对快速充电点的大量投资来支持电动汽车的数量，这也一直是充电站的问题。公共充电点的可靠性，需要解决，以确保公众的信心。是什么情况应该考虑哪些因素来提高效率和充电时间？

-9:26

格雷戈里奥卡布奇诺

实际上，荷兰是欧洲公共设施数量最多的国家，在中国和美国之后位居世界第三，荷兰是人均充电站数量第一的国家。无论如何，局势发展非常迅速。石油和天然气以及电力巨头正在多样化他们的投资组合，仅投资于充电基础设施。仅在美国就有一个想法，预计到 2030 年，此类投资每年将超过 180 亿美元，用于设备安装、运营和服务。在全球范围内，充电站的全球部署将以25%至30%的非常高的复合率增长，到2030年将超过6000万台。充电时间没有对公众信心产生强烈影响。值得指出的是，对于有可能在家附近过夜充电的潜水员来说，为典型的电器充电所需的八小时通常是可以接受的。在所有其他情况下，能够提供 50、150 到 250 千瓦的快速充电站实际上是一个很好的解决方案。显然，快速充电器的建造和运行成本很高。但由于政府对电动汽车的政策和私人投资不断增加，2030年将流通的数百万辆电动汽车中的10多辆，在我看来，沿路寻找能源站是没有问题的。150 到 250 千瓦实际上是一个很好的解决方案。显然，快速充电器的建造和运行成本很高。但由于政府对电动汽车的政策和私人投资不断增加，2030年将流通的数百万辆电动汽车中的10多辆，在我看来，沿路寻找能源站是没有问题的。150 到 250 千瓦实际上是一个很好的解决方案。显然，快速充电器的建造和运行成本很高。但由于政府对电动汽车的政策和私人投资不断增加，2030年将流通的数百万辆电动汽车中的10多辆，在我看来，沿路寻找能源站是没有问题的。

– 7.28

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

因此，重要的是要根据数据标准调整所有充电点，从而为电动汽车驾驶员提供良好的体验，无论他们身在何处。充电点运营商通常忙于关注指数增长而无暇处理数据和标准。那么，是什么阻碍了电动汽车充电领域的标准化？未来的主要挑战是什么？

-07.00

格雷戈里奥卡布奇诺

那么对于电动车司机来说，使用各种充电站是必不可少的，即使司机只是一个充电站运营商的客户。与蜂窝电话类似，充电服务提供商运营商正在开发漫游协议，允许最终用户在任何地方找到接入点并支付充电费用，而无需额外的注册、费用或加价。这是联盟公司努力的结果，其目标正是促进电动汽车充电基础设施的全球部署、通信协议和相关标准的采用。标准化也是支付的一个问题，这是另一个面临深度转型的方面。例如，最近将于 2023 年 6 月生效的法规，并且已包含在德国要求所有未来的充电点都具有借记卡或信用卡读卡器。这是一个更好的规定。但我认为，在不久的将来，其他国家也会采用这一决定。这要归功于独特平台和或多或少独特标准的发展。

-5.24

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

是的。因此，在电动汽车充电是推动能源转型的关键点的世界中，其他解决方案可以与电动充电站一起出现。那么，这些其他人是什么？那么，一个这样的解决方案就是无线，无线充电，我猜你怎么看？

– 5.04

格雷戈里奥卡布奇诺

嗯，因为额外的充电技术可以缓解一些与充电相关的问题，好吧。无论如何，还有其他解决方案可以加速向电动汽车的过渡。另一件事，最有趣的是公共和家庭充电设备与电网的紧密集成。通过这种方式，例如，充电点运营商或电网运营商可以虚拟聚合一定数量的住宅充电设备，以协调能源需求并为电网提供服务。在意大利，我们与 CalBatt 一起直接参与了能源当局需要的新一代家用壁挂式充电站和家用充电站的开发。一种壁挂式充电盒，可让用户免费获得更多可用电量，同时还可享受能源费率折扣，因此可以支付每年充值费用的 30% 到 100%。这为未来几年住宅级别的充电站设定了标准。根据意大利到 2030 年将有大约 330 万个私人充电点的预测，这是一个非常有趣的市场机会，我认为这是真正促进绿色出行发展的举措。

-3.20

毛里齐奥·迪·保罗·埃米利奥

好吧，那太好了。非常感谢，格雷戈里奥。很高兴与你交谈。谢谢你。

-3.13

格雷戈里奥卡布奇诺

谢谢你，毛里齐奥，Ciao！

-3.08

毛里齐奥·迪·波阿洛·埃米利奥

谢谢你，托马斯和格雷戈里奥。这是一个大趋势，而不是像 Gigafactory 这样的 Giga 趋势。来自特斯拉。正如托马斯所说，这真的是一个千兆趋势，很多品牌都在这个市场上发展：宝马、梅赛德斯、本田尼桑、福特通用汽车，还有一些来自中国的新玩家。还有来自印度的 TATA Motors。动力系统真的很关键。电动汽车大约 50% 的成本集中在其动力传动系统上。当我们谈论这个时，我们必须谈论电池组、逆变器、车载充电器、控制器以及我们拥有的所有组件，以确保这些技术的成本在未来几年必须下降，以便我们可以有更容易获得的汽车价格。托马斯认为，汽车和电动汽车的电池一开始就真的不是为了回收而设计的。我们需要更多的法规并迫使公司设计可回收的电池。在四五年内，我们可以真正看到布线基础设施随着新兴经济体的新发展而有所不同。有一场关于模型和性能的竞赛。而且，这与品牌有关，您需要一个良好的分销网络。此外，您不能低估每个当地市场。Gregorio 表示，尽管 2020 年发生了 COVID 大流行，但流通中的电动汽车数量仍比上一年增加了约 40%。格雷戈里奥说，问题不在于需要多少能量。问题是何时何地需要这种能量。您必须认为电动汽车充电的电力需求的日常趋势与更整合的经典负载的能源需求有很大不同。在世界范围内，到 2030 年，全球充电站的部署将增加到超过 1600 万个。显然，根据 Gregorio 的说法，快速充电器的建造和运营成本很高，但由于政府对电动汽车的政策越来越多根据格雷戈里奥的说法，私人投资，2030 年将流通的数百万辆电动汽车在沿路寻找能源站将没有问题。最有趣的是公共和家庭充电设备与电网的紧密集成。这将我们带到了这一集的结尾。请继续关注有关电力电子的更多新闻和技术方面的信息。。PowerUp 由 AspenCore 媒体为您带来，主持人为 Maurizio Di Paolo Emilio，制作人为 James Ead。谢谢大家的聆听。下集见。敬请关注。

审核编辑 黄昊宇