電動車充電能力的趨勢

電動車市場的成長似乎是不可避免的：對減少二氧化碳排放的關注、當前的政治氣候、政府和汽車產業的投資以及對全電動社會的持續追求都預示著電動車的福音。但到目前為止，消費者對電動車的廣泛採用一直受到充電時間長和充電基礎設施缺乏的阻礙。電動車充電技術的進步正在解決這些挑戰，實現在家中和路上安全快速的充電。充電組件和基礎設施不斷湧現，以滿足快速增長的電動車市場的需求，為電動運輸的指數級增長鋪平了道路。

電動車市場背後的驅動力

多年來，電動車的投資一直在成長，但社會多個部門的關注和需求也不斷增加。對氣候解決方案的日益關注凸顯了電動車的重要性——減少內燃機碳排放和投資清潔能源運輸的能力已成為政府和產業的廣泛目標。這種對永續成長和自然資源保護的關注也推動技術走向全電力社會——一個基於再生資源、無有害排放、擁有無限能源的世界。
這些環境和技術驅動因素反映在聯邦監管和投資的優先事項中，特別是考慮到《2021 年基礎設施投資和就業法案》，該法案指定為聯邦層面的電動車基礎設施撥款75 億美元，為電動汽車充電和加油基礎設施撥款25 億美元， 50 億美元用於國家電動車充電計畫。拜登政府也追求在全國建造和安裝 50 萬個直流充電站的目標。

這種趨勢在州一級也可見一斑。加州、麻薩諸塞州和新澤西州等州正在尋求立法以採用全電動汽車。稅收抵免、美國電氣化運動、激勵措施和強制規定也會影響消費者和製造商接受電動車運動。

汽車製造商也加入了電動車的發展行列。通用汽車、福特、福斯、寶馬和奧迪等領先的傳統汽車製造商不斷推出新的電動車車型。到2022年底，預計市場上將有超過80種電動車和插電式混合動力車。越來越多的新電動車製造商也加入市場，包括特斯拉、Lucid、Nikola 和 Rivian。

公用事業公司也在為全電力社會做準備。重要的是，公用事業公司在電氣化方面保持領先地位，以滿足不斷增長的需求，並且州際公路需要包括微電網在內的關鍵基礎設施，以容納充電站。車對電網通訊也在高速公路上受到關注。

成長的障礙

儘管廣泛採用電動車的勢頭正在增強，但預計挑戰將阻礙成長。雖然激勵措施將鼓勵消費者或車隊改用電動車，但它們可能會帶來一個問題——電動車可能會出現一種能夠與基礎設施通訊以追蹤里程的趨勢，這需要技術創新和戶外通訊基礎設施。

消費者層面採用電動車的最大障礙之一是可靠且高效的充電基礎設施。到 2030 年，預計將需要 960 萬個充電端口，以滿足電動車市場的預期成長。這些連接埠中近 80% 將是家庭充電器，約 20% 將是公共或工作場所充電器。目前，消費者因里程焦慮而猶豫是否購買電動車——擔心他們的汽車在不充電的情況下無法長途旅行，而且充電站在需要時無法使用或高效。

公共或共享充電器尤其必須能夠全天候提供近乎恆定的高速充電能力。停在高速公路充電站的駕駛可能需要快速高功率充電——高功率充電系統將能夠在充電幾分鐘後為車輛提供接近完全充電的電池。

高速充電器需要特定的設計考量才能可靠運作。液體冷卻功能對於將充電引腳保持在最佳溫度並延長車輛以更高電流充電的時間是必要的。在車輛密集的充電區域，保持接觸針冷卻將實現高效、一致、可靠的高功率充電，以滿足消費者源源不絕的充電需求。

高功率充電器設計注意事項

電動車充電器的製造越來越注重優化耐用性和高功率充電功能，以滿足電動車駕駛者的需求並克服里程焦慮。液體冷卻和監控系統使 500 安培的高功率電動車充電器成為可能 - 充電連接器中的觸點載體具有導熱性，並且還充當散熱器，因為冷卻劑通過集成冷卻管道散熱。這些充電器包含各種感測器，包括冷卻劑洩漏感測器和每個電源觸點的精確溫度監控，以確保引腳不超過攝氏 90 度。如果達到該閾值，充電站中的充電控制器會降低功率輸出以維持可接受的溫度。

電動車充電器還需要能夠承受磨損並且易於維護。電動車充電手把專為磨損而設計，隨著時間的推移，粗暴操作不可避免地會影響配合面。充電器越來越多地採用模組化組件設計，以便輕鬆更換配合面。
充電站的電纜管理也是使用壽命和可靠性的重要考量。高功率充電電纜包含銅線、液體冷卻管線和活動電纜，但仍必須承受拉動或驅動。其他考慮因素包括可鎖定的閂鎖，它允許駕駛員將車輛在公共充電站充電（配合面的模組化以及冷卻劑流動的圖示），而不必擔心有人會斷開電纜。