美国电动汽车基础设施的发展和增长情况如何?

杰娜-洛克 Jayna Locke,Digi International 高级营销经理
2021 年 12 月 16 日

过去十年间,全球电动汽车(EV)市场的增长速度急剧加快,但各地的电动汽车基础设施却没有跟上步伐。虽然预计电动汽车将占全球汽车保有量的大多数,但电动汽车基础设施的建设却没有跟上。 乘用车和客车销量 到2040年,美国的电动汽车普及率将落后于其他地区,而电动汽车基础设施的缺乏是造成这一趋势的主要原因。
 
在美国,公共倡议被用来推动可持续发展工作,其中包括 建设可持续城市.但是,未来电动汽车使用量的增长需要的不仅仅是联邦税收减免。建设充电基础设施将为驾驶者和地方经济提供便捷、可靠的交通方式,从而从电动汽车的应用中获益。

我们正处于巨大变革的风口浪尖,不仅在美国,在全球范围内,市政当局、社区、建筑群、高速公路甚至偏远地区都在努力建设电动汽车所需的基础设施。

电动汽车充电概念
 

电动汽车的增长:我们现在在哪里?

许多交通可持续发展的支持者希望看到全面转向电动汽车。人们对购买电动汽车的兴趣越来越大,以支持降低排放和改善空气质量。与此同时,美国联邦政府目前正将电动汽车基础设施作为道路、桥梁和其他重要基础设施大修的一部分。对电动汽车有更多了解的美国成年人更有可能考虑购买电动汽车,这使得在未来几年建立广泛的充电网络变得更加重要。

无论是公共充电站还是私人充电站,都能让电动汽车车主享受到其他驾驶者所体验到的便利性和机动性。充电站不仅要更方便使用,而且其网络也要便于大规模管理。这就需要建设更多的充电站,智能城市也需要主动将物联网技术(IoT )整合到当地电网中。

通过战略性公共投资,美国可以进一步发展其电动汽车基础设施,并扩大正在进行的改进:

  • 充电站的可用性: 美国有超过 10 万个公共充电器。随着美国不断发展和完善电动汽车充电基础设施,本届政府提出的基础设施法案旨在利用 150 亿美元安装五倍数量的新充电器。
  • 快速充电技术: 快速充电装置的最新改进使电动汽车成为许多消费者和工业用户的可行选择。更广泛地普及这类电动汽车充电器,有助于提高电动汽车对运营大型车队的企业的吸引力。
  • 电网解决方案: 随着充电网络的不断扩大,控制对当地电网的需求将变得至关重要。车辆对电网(V2G)技术可帮助监控电网需求,并利用车辆的嵌入式系统来调节充电。

电动汽车:前景与挑战

忙碌的专业人员为电动汽车充电
绿色技术并不新鲜,但寻求改善环境影响的市政当局和企业将电动汽车的采用视为这一努力中非常有用的工具。汽车原始设备制造商(OEM)的技术进步进一步支持了公共和企业为建设一个更清洁、更可持续发展的世界而采取的举措。
 
每年都有更多的社区投资于IoT 所需的技术。 发展智能、可持续的城市.电动汽车平台和充电技术的改进将影响充电基础设施的发展速度。
 
在美国,电动汽车的应用前景广阔,其中包括

  • 经济实惠的电动汽车选择: 电动汽车相对较高的购买价格限制了买家的兴趣。宾利、本田和通用汽车等主要汽车品牌已宣布计划用电动汽车完全取代汽油车型,这使得价格较低的电动汽车更有可能得到普及。
  • 电动汽车充电时间: 充电时间过长带来的不便也会让消费者望而却步。随着电动汽车充电网络的建设,开发商在选择安装哪种类型的电动汽车充电器以及如何调节充电速度时,需要考虑客户体验。利用 V2G 技术,智能充电可以帮助最大限度地提高充电速度,同时保持电网的完整性。
  • 持续的可持续发展努力: 公共可持续发展资金也可以继续为电动汽车的采用铺平道路。其形式可以是为消费者和企业提供税收优惠,为充电设施提供资金支持,以及使电动汽车基础设施标准化。

虽然电动汽车基础设施在许多方面已经得到改善,但也存在一些挑战,可能会限制其未来的有效性:

  • 建设成本: 建设充电站成本高昂,限制了私人和公共机构在这一领域的投资。而且不同类型充电器的成本差异很大,这可能会进一步限制为电动汽车提供更昂贵的快速充电站。
  • 充电定价不统一: 在家中或商用物业充电的电费由公用事业监管机构决定,而充电站的定价却可能各不相同,而且往往缺乏透明度。这种体验会让电动汽车车主感到沮丧,从而进一步减缓本已犹豫不决的消费者对电动汽车的采用。
  • 采用电动汽车的地区差异: 在农村和郊区社区,电动汽车和充电站可能相对少见。这些地区的消费者兴趣不高,可能会阻碍立法者和私人投资者在当地建设电动汽车充电网络,以避免投资回报缓慢的风险。

电动汽车充电网络

电动汽车充电站网络
那么,什么是 电动汽车充电网络?电动汽车充电网络是连接到同一云环境的充电站的集合。通过集中管理解决方案,运营团队可以对充电器的使用情况、维护需求、不同充电站的充电容量等保持可视性。
 
充电网络的规模有大有小。 100 多家电动汽车充电公司 在美国。加利福尼亚州的 ChargePoint 拥有最大的网络,其中包括 超过 68,000 个充电器.随着智能城市基础设施的改善,以支持 可持续交通的未来问题是:将选择什么样的充电器,这些决定将如何满足电动汽车驾驶员的需求?
 

电动汽车充电站如何工作?

所有电动汽车充电器都一样吗?它们是如何工作的?大多数电动汽车和乘用车的充电都是在夜间或工作日进行的,无论是在家里还是在商业场所。在这种情况下,慢速充电是一种可行的选择。相比之下,在充电站,电动汽车司机可以停车,付费充电半小时,然后就可以到家或办公室了。但也有更快、更贵的充电方式。

在探讨这个话题之前,我们先回答一些关于充电站的常见问题。

  • 电动汽车充电站的动力来源是什么? 电动汽车充电站可以使用各种电源,包括风能和太阳能。最常见的是,这些充电站由天然气供电,它们也可以与您的家庭电网连接在一起。
  • 美国有多少充电站? 根据美国能源部的数据,美国有43,000 个电动汽车充电站和超过 120,000 个充电端口。要想继续提高电动汽车的采用率,未来几年需要建造更多的充电站,而且这些充电站需要按地区更加均匀地分布。
  • 电动汽车充电比加油便宜吗? 最近,安德森经济集团(Anderson Economic Group)进行了一项研究,结果显示,每行驶 100 英里,电动汽车的充电费用可能比燃油汽车更贵。然而,这项研究并没有考虑到维护成本的降低,而维护成本的降低会使电动汽车的长期拥有成本更低。

电动汽车充电等级

电动汽车充电站
电动汽车充电器的工作原理与大多数其他插电式技术非常相似。充电器从相关插座或电网连接中获取电流,为电动汽车电池充电。这个过程需要多长时间取决于插座电压和充电器的额定功率。 四级 电动汽车的充电问题。当然,随着需求的增长,电动汽车对快速充电站的需求也会越来越大,这为电动汽车充电市场的产品开发商创造了绝佳的市场机遇。
 

电动汽车充电类型:1

广义上讲,电动汽车充电器分为两类:使用交流电(AC)的慢速充电器和使用直流电(DC)的快速充电装置。1 级电动汽车充电器的充电速度最慢。虽然这些充电器为电动汽车充满电所需的时间最长,但由于它们与美国家庭中的 120 V 插座兼容,因此非常方便。

  • 典型额定功率: 1.4 千瓦 (kW)
  • 百英里充电时间 超过 16 小时
  • 此类充电器的使用地点 通常用于家庭和办公室停车场

电动汽车充电类型:2

2 级充电器的充电速度比 1 级充电器快。这些充电器也使用交流电,但可以插入 240V 的插座,这些插座通常用于家用洗衣机,可以用延长线连接。

  • 典型额定功率: 交流功率在 3 千瓦至 20 千瓦之间,通常在 6 千瓦左右
  • 百英里充电时间 超过 4 小时
  • 此类充电器的使用地点: 这是美国最常见的电动汽车充电器类型,可用于家庭、商业地产和大型电动汽车车队充电。

电动汽车充电类型:3

直到最近,3 级电动汽车充电器仍是目前最快的充电器类型,在比较2 级和 3 级充电时,驾驶员会发现充电速度有了显著的提升。这些充电器也被称为直流快速充电器(DCFC)。虽然直流快速充电器既快又方便,但其成本更高,安装也更复杂。特斯拉的超级充电器也被视为 3 级充电器,但其充电速度要快得多。

  • 典型额定功率: 约 50 千瓦直流电
  • 百英里充电时间 约 31 分钟
  • 此类充电器的使用场所: 直流FC 充电器需要直接接入电网才能安装,这意味着它们通常只出现在工业设施中

电动汽车充电类型:4

4 级充电器是一种速度更快的直流FC。这些充电器可处理 800V 至 1000V 的电气连接,但在消费者或商业充电站中并不多见。

  • 典型额定功率:超过 400 千瓦直流电
  • 百英里充电时间: 不到 5 分钟
  • 此类充电器的使用地点: 4 级充电器尚未广泛普及,目前主要由汽车原始设备制造商用于产品测试。

电动汽车充电费用

电动汽车充电支付系统
在美国,仅运输一项就造成了 26% 的能源使用量这些能源主要来自化石燃料,造成了碳排放和环境污染。通过投资于 电动汽车基础设施因此,美国不仅有机会降低空气污染造成的环境和医疗成本,还能通过创造就业机会实现经济增长。
 
然而,在权衡进行这些巨额投资的利弊时,政府官员和充电公司需要考虑"......"。发展电动汽车基础设施的隐形软成本:

  • 需要建立通信平台,使公用事业监管机构和充电服务提供商能够沟通和管理充电费率,以保护电网
  • 充电站面向未来的成本,使技术在几年内不会过时
  • 冗长的许可和地役权程序、检查及其他与安装和施工相关的延误

电动汽车充电开发人员小贴士:

Digi 提供的资源包括完整、安全、系统模块化的开发人员平台,旨在支持可扩展的产品和快速上市、射频和蜂窝通信模块,以及无线设计服务,以便在任何阶段为您的项目提供支持。
 

电动汽车如何省钱

提高电动汽车的采用率可以为社区节省资金,促进当地经济发展。随着汽车原始设备制造商不断向市场推出先进技术,如今的电动汽车为人们提供了一种智能交通选择,可以超越汽油动力汽车的普及率。

减少交通对环境的影响对于改善环境和公众健康至关重要,这也会带来经济效益。在美国,化石燃料燃烧产生的污染每年都会增加工人因病缺勤的次数,并导致数十万人过早死亡。这导致医疗成本增加,生产力下降。所有这些都会影响美国人口的健康及其国家和地方经济。

拥有一个庞大、可靠的电动汽车充电器和电动汽车基础设施网络,最终可以节省资金,并在许多其他方面造福社会,其中包括

  • 减少碳排放,这有助于应对气候变化及其带来的代价高昂的天气灾害。
  • 增加使用可再生能源为电动汽车充电,从而使当地社区能够控制其燃料来源。
  • 由于电动汽车充电站需要安装、监控、维护和修理,因此可创造短期和长期就业机会。

观看我们的视频:IoT 革命--连接绿色科技 

不管是公共投资还是私人投资,电动汽车、乘用车、公共汽车和其他形式的电力驱动交通工具显然将主导美国未来的交通。随着智能城市的普及,越来越多的驾驶者将能方便地使用充电网络,这些网络将提供各种充电等级和更具竞争力的价格。

我们录制的网络研讨会将为那些希望构建尖端、适销对路的解决方案的开发商分享真知灼见,以满足智能城市、公寓和楼宇业主等快速增长的需求。
 


随着电动汽车型号的不断改进和嵌入式系统的集成,充电网络更易于大规模管理,IoT 技术将继续在部署和管理电动汽车平台及其他绿色解决方案方面发挥不可或缺的作用,为未来的可持续交通提供支持。我们邀请您 浏览我们的博客 了解更多科技与可持续发展之间的关系。
 

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