為了能夠在 30 分鐘內將 Tesla Model 3 從幾乎空到幾乎充滿,您需要 120 到 250 kW 之間的功率。但問題是,一個 250 kW 逆變器的成本(至少在這種情況下)為 57,600 美元,並且大約相當於一個非常大的冰箱的大小——將其作為汽車的內部組件並不完全切合實際。因此,為了更快地充電,需要取消逆變過程。
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直流快速充電器的作用
這正是直流快速充電器的作用——它為汽車提供大量直流電,繞過車載逆變器直接為電池充電。在逆變器、充電器和快速充電站所需的所有其他設備之間,成本和尺寸並非微不足道。 Chargepoint Express 250 是一種更受歡迎的型號,它可以以稍慢的 62.5 kW 為一輛汽車充電,售價為 40,800 美元,而且還未安裝。
與此同時,雖然很難得到一個確切的數字,但行業專家估計,特斯拉建造一個平均有 6-8 個檔位的超級充電站的成本約為 250,000 美元,每個檔位可提供 120 至 150 千瓦的功率,而最接近的同類產品是大眾汽車 Electrify America 的超級充電站,是估計耗資 350,000 美元。
但這裡有一些違反直覺的事情:使用 250 kW 充電器與 150 kW 充電器並不會真正影響您的充電速度。電池充滿後充電速度會變慢,因此前 20% 的電量會比後 20% 快得多。
影響速度的不是充電站輸出的電量
在 EV 充電的情況下,這意味著充電速度非常快,影響速度的不是充電站輸出的電量,而是電池可以接受的電量。所以,充電到 50%,開到空,充電到 50%,再開到空,實際上比充電到 100% 然後開到空更快。特斯拉 Model 3 使用 250 千瓦充電器可以在 15 分鐘內從零充電到 50%,使用 150 千瓦充電器可以在 17 分鐘內充電,這足以讓它行駛至少 100 英里或 160 公里,而從 50% 充電到 90% 則需要在這兩種情況下都增加了 27 分鐘。
因此,結合兩次從空電量到 50% 的充電,在兩站中,您可以使用現有的 250 kW 充電器在 31 分鐘內有效地達到 100% 充電的臨界點速度。因此,行業需要的不是更快的充電器,而是更多的充電器,考慮到快速充電器的巨大成本,這是非常困難的。美國人平均住在離加油站四分鐘路程的地方。與此同時,同樣的普通美國人距離最近的特斯拉超級充電站有 31 分鐘的路程。目前,美國有 976 個超級充電站,每個充電站有 2 到 56 個獨立的充電器。
這些站點永遠不會收支平衡
為了與加油站的四分鐘平均充電時間相匹配,特斯拉需要額外建造 31,251 個超級充電站。以每站 250,000 美元的成本計算,這將使公司損失約 78 億美元,大約是其 2020 年年度總利潤的十倍。此外,在美國僅售出約 750,000 輛特斯拉,這意味著擁有快速充電站作為作為加油站,該公司需要為路上每 23 輛汽車安裝一個價值 250,000 美元的超級充電站。很明顯,這是不可行的,因為在如此不頻繁的使用情況下,這些站點永遠不會收支平衡,而這正是問題所在。
你需要基礎設施來銷售汽車,但在你賣掉汽車之前你無法建設基礎設施。
這是經典的先有雞還是先有蛋的問題。然而,可能有一個解決方案。根據聯邦政府的數據,美國大約有 3,845 個非特斯拉 DC 快速充電器,其中絕大多數可以在一個小時內為 Model 3 充電,前提是它可以連接。正如 1880 年代直流電源和交流電源之間存在格式之戰一樣,現在也存在充電標準之戰。
直流快速充電器需要三種不同的插頭
70 號公路旁的堪薩斯小城,大多數人只是來這裡加油,或者在這種情況下,充電。這個 Supercharger 使用 Teslas 專有插頭,這個 Electrify America 站使用 CCS 和 CHAdeMO 插頭,這個酒店充電器使用 J-1772 插頭。一個小城市有四種不同的插頭類型。現在,特斯拉可以使用 Tesla 充電器和帶有適配器的 J-1772 充電器,但它只能使用帶有限速 540 美元適配器的 CHAdeMO 充電器,並且根本無法使用 CCS 充電器,因為沒有適配器插頭式。同時,雪佛蘭 Volt EV 根本無法使用 Tesla 或 CHAdeMO 充電器,因為其 CCS 插頭都沒有可用的適配器。
這意味著,為了適應每種車型,直流快速充電器需要三種不同的插頭類型,而絕大多數情況下,它們根本沒有。特別是在州際公路沿線,有特斯拉站,還有 CHAdeMO 和 CCS 組合站。
就像愛迪生和西屋電氣在同一地區用不同的、不兼容的交流和直流標準相互競爭,推遲了電力的更廣泛採用,電動汽車市場的不同利益相關者也在美國相互競爭,以創造冗餘、很大程度上不兼容的網絡。但這並不是到處都在發生。你看,在歐洲,CCS 是標準。
歐盟有一項指令,這意味著許多成員國根據法律要求公共直流快速充電器包括 CCS 插頭。因此,在歐盟及英國、挪威、瑞士等周邊國家,CCS現已成為事實上或法律上的收費標準。這迫使特斯拉在 2018 年將其所有現有的增壓器改裝為 CCS 插頭,將其 Model 3 切換為 CCS,並發布了一個適配器,允許其其他型號使用 CCS 充電器。
直流快速充電站的數量是美國的兩倍
總而言之,這意味著歐洲幾乎所有汽車都可以使用幾乎所有直流快速充電器。再加上歐洲較高的人口密度,這有助於確保直流快速充電器的密度和覆蓋範圍遠大於美國,儘管美國的人均電動汽車擁有量實際上高於整個歐洲,儘管某些歐洲人遠超過美國的比率。
歐洲的面積幾乎與美國相同,電動汽車的總體數量非常相似,但直流快速充電站的數量是美國的兩倍。
在德國,您似乎可以從 DC 快速充電器獲得的最遠距離位於 Winterberg。從這個小型滑雪小鎮出發,最近的快速充電器距離馬爾堡約 30 英里或 50 公里。與此同時,在美國,如果你想使用基本型特斯拉 Model 3 從達拉斯直接開車到丹佛這兩個主要城市,你就是做不到。在得克薩斯州阿馬里洛和科羅拉多州特立尼達之間有一段 226 英里或 363 公里且沒有直流快速充電器的路段,考慮到海拔的增加,汽車無法行駛。
購買電動汽車的人提供高額稅收抵免
雖然特斯拉很快就會在新墨西哥州克萊頓用新充電器填補這一空白,但這並不能解決市場上所有其他電動汽車的問題,因為充電系統不兼容。簡而言之,大眾市場消費者不會購買不能從達拉斯開到丹佛的汽車。歐洲擁有而美國沒有的是協調的政府計劃。例如,德國聯邦政府除了為私營公司提供強有力的激勵措施外,還建立了自己的充電站。與此同時,美國聯邦政府在激勵快速充電器建設方面做得很少,而且當然也沒有自己的網絡。
某些州,如俄克拉荷馬州或科羅拉多州,確實有強大、協調的政府計劃來建設快速充電基礎設施,這意味著即使是更短距離的電動汽車也可以在每個州的任何地方行駛而不會遇到快速充電缺口,但問題是電動汽車司機來自科羅拉多州或俄克拉荷馬州的人最終會想駕車穿過堪薩斯州、內布拉斯加州、懷俄明州或其他沒有協調計劃的州。美國聯邦政府顯然希望人們購買電動汽車,因為它為購買電動汽車的人提供高額稅收抵免,但如果沒有充電基礎設施的支持,人們不會購買電動汽車。
存在巨大的充電缺口
電動汽車在成本上與內燃機汽車相當,它們的續航里程與消費者的需求有關,但落後的是充電基礎設施。這甚至不是美國獨有的問題。在澳大利亞,由於存在巨大的充電缺口,人們無法從珀斯駕車前往悉尼——這是該國第四大人口最多的城市,而在俄羅斯,儘管有類似的電動汽車購買激勵措施,但全國共有 24 個直流快速充電器全國。
當然,有些人總是會爭論政府是否應該鼓勵電動汽車,但不管怎樣,他們很難找到一個發達國家不對電動汽車擁有者提供稅收或其他貨幣激勵。關鍵是他們的激勵方式是錯誤的。電動汽車非常非常接近達到除充電以外的所有方面的臨界點標準。成本不是阻礙,技術不是阻礙,基礎設施才是,所以政府本末倒置。
個別公司無法達到所需的規模,即使達到了,正如美國的業態大戰所證明的那樣,也可能不是大眾市場消費者所需要的那種規模。