电动汽车充电能力的趋势

电动汽车市场的增长似乎是不可避免的：对减少二氧化碳排放的关注、当前的政治气候、政府和汽车行业的投资以及对全电动社会的持续追求都预示着电动汽车的福音。但到目前为止，消费者对电动汽车的广泛采用一直受到充电时间长和充电基础设施缺乏的阻碍。电动汽车充电技术的进步正在解决这些挑战，实现在家中和路上安全快速的充电。充电组件和基础设施不断涌现，以满足快速增长的电动汽车市场的需求，为电动交通的指数级增长铺平了道路。

电动汽车市场背后的驱动力

多年来，电动汽车的投资一直在增长，但社会多个部门的关注度和需求也不断增加。对气候解决方案的日益关注凸显了电动汽车的重要性——减少内燃机碳排放和投资清洁能源运输的能力已成为政府和行业的广泛目标。这种对可持续增长和自然资源保护的关注也推动技术走向全电力社会——一个基于可再生资源、无有害排放、拥有无限能源的世界。
这些环境和技术驱动因素反映在联邦监管和投资的优先事项中，特别是考虑到《2021 年基础设施投资和就业法案》，该法案指定为联邦层面的电动汽车基础设施拨款 75 亿美元，为电动汽车充电和加油基础设施拨款 25 亿美元， 50 亿美元用于国家电动汽车充电计划。拜登政府还追求在全国建设和安装 50 万个直流充电站的目标。

这种趋势在州一级也可见一斑。加利福尼亚州、马萨诸塞州和新泽西州等州正在寻求立法以采用全电动汽车。税收抵免、美国电气化运动、激励措施和强制规定也会影响消费者和制造商接受电动汽车运动。

汽车制造商也加入了电动汽车的发展行列。通用汽车、福特、大众、宝马和奥迪等领先的传统汽车制造商不断推出新的电动汽车车型。到2022年底，预计市场上将有超过80种电动汽车和插电式混合动力汽车。越来越多的新电动汽车制造商也加入市场，包括特斯拉、Lucid、Nikola 和 Rivian。

公用事业公司也在为全电力社会做准备。重要的是，公用事业公司在电气化方面保持领先地位，以满足不断增长的需求，并且州际公路需要包括微电网在内的关键基础设施，以容纳充电站。车对电网通信也在高速公路上受到关注。

增长的障碍

虽然电动汽车广泛采用的势头正在增强，但预计挑战将阻碍增长。虽然激励措施将鼓励消费者或车队改用电动汽车，但它们可能会带来一个问题——电动汽车可能会出现一种能够与基础设施通信以跟踪里程的趋势，这需要技术创新和户外通信基础设施。

消费者层面采用电动汽车的最大障碍之一是可靠且高效的充电基础设施。到 2030 年，预计将需要 960 万个充电端口，以满足电动汽车市场的预期增长。这些端口中近 80% 将是家庭充电器，约 20% 将是公共或工作场所充电器。目前，消费者因里程焦虑而犹豫是否购买电动汽车——担心他们的汽车在不充电的情况下无法长途旅行，而且充电站在需要时无法使用或高效。

公共或共享充电器尤其必须能够全天候提供近乎恒定的高速充电能力。停在高速公路沿线充电站的驾驶员可能需要快速高功率充电——高功率充电系统将能够在充电几分钟后为车辆提供接近完全充电的电池。

高速充电器需要特定的设计考虑才能可靠运行。液体冷却功能对于将充电引脚保持在最佳温度并延长车辆以更高电流充电的时间是必要的。在车辆密集的充电区域，保持接触针冷却将实现高效、一致、可靠的高功率充电，以满足消费者源源不断的充电需求。

高功率充电器设计注意事项

电动汽车充电器的制造越来越注重优化耐用性和高功率充电功能，以满足电动汽车驾驶员的需求并克服里程焦虑。液体冷却和监控系统使 500 安培的高功率电动汽车充电器成为可能 - 充电连接器中的触点载体具有导热性，并且还充当散热器，因为冷却剂通过集成冷却管道散热。这些充电器包含各种传感器，包括冷却剂泄漏传感器和每个电源触点的精确温度监控，以确保引脚不超过 90 摄氏度。如果达到该阈值，充电站中的充电控制器会降低功率输出以维持可接受的温度。

电动汽车充电器还需要能够承受磨损并易于维护。电动汽车充电手柄专为磨损而设计，随着时间的推移，粗暴操作不可避免地会影响配合面。充电器越来越多地采用模块化组件设计，以便轻松更换配合面。
充电站的电缆管理也是使用寿命和可靠性的重要考虑因素。高功率充电电缆包含铜线、液体冷却管线和活动电缆，但仍然必须承受拉动或驱动。其他考虑因素包括可锁定的闩锁，它允许驾驶员将车辆在公共充电站充电（配合面的模块化以及冷却剂流动的图示），而不必担心有人会断开电缆。