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Molex解决电动汽车充电的关键设计难题

2024-04-02 来源:elecfans

随着汽车制造商升级电动汽车(EV)设计,以及电动汽车在世界各地的普及,电动汽车市场有望迅猛发展。根据瑞银投资银行的数据,预计到2025年,电动汽车将占全球新车销量的20%,到2030年将占50%。


但这些预测都面临着一些残酷的现实。例如,行驶里程限制、充电时间过长和缺乏公共充电桩,这些不利因素让许多潜在的电动汽车消费者犹豫观望。好消息是,政府建设充电基础设施的努力以及最近电池技术的改进可能会加速电动汽车的大规模普及。


加快充电速度

对电动汽车(EV)的持续担忧是其充电时长远高于燃油车的加油时长。

充电时间取决于充电方法、车辆类型和充电设施的建造时间。根据美国交通部的数据,2级设施用于家庭和商用充电,需要驾驶员等待4到10个小时。而最快的充电方法是直流快速充电(DCFC),商业客户可以在20分钟到1小时内将电池充至80%的水平。

尽管在家充电很方便,但消费者对快充表现出明显的偏好。在2020年燃料研究所的一项调查中,超过一半的受访者表示,他们愿意为直流快速充电支付更多费用。

制造商很清楚客户对更快充方式的渴望,但过快充电会损坏电池,缩短其使用寿命并降低其性能,在最坏的情况下,会导致电池出现灾难性故障。更大的功率并不一定等同于实现全面快速充电,因为随着电池老化,充电速度会变慢。

充电也会受到电池配置的影响,电池配置的差异很大,不仅在不同的制造商之间存在差异,在不同的型号之间也是如此。电池配置对汽车制造商来说非常重要,他们将其用作创建从运动型到严格实用型电动汽车设计的差异化因素。

一些制造商正在投资充电站,在充电站中,电池配置的不同会导致不同结果。例如,特斯拉已经建立了一个全国超级充电站网络,只需15分钟就能给电动汽车充满电量。

电池的实验与创新

之所以存在这么多电池配置,原因很简单:电池仍然需要相当大的改进。例如,并非每辆电动汽车都能采用直流快充,这限制了快速充电基础设施发挥优势。

显然我们需要在电池方面进行实验和创新,以使电动汽车能充分利用快速增长的充电基础设施。面临的挑战是电动汽车电池的制造难度和成本很高。不过,这种情况也在改变。

例如,新的电池连接系统使用柔性印刷电路(FPC)板将电池连接到监控系统和各种端口。由于这项创新,我们不再需要采用人工接线的菊花链连接,手工接线可能会导致配置错误。该设置也比分立电线更不容易退化,同时重量轻,运输成本降低。

更快且更经济高效地制造电池将为制造商提供更多时间和经费来创新。这也将使他们能够尝试新的方法来安全地加速充电过程并延长电池寿命。

扩展充电基础设施

即使存在这些制约因素,行驶里程还是有了很大的提高。许多电动汽车的续航里程现已达到400到500公里。

但司机的里程焦虑仍未根本解决。充电站少、且充电站之间相隔较远。对司机来说的确是个问题。根据德勤的《2022年全球汽车消费者研究》,由于担心缺乏可用的充电桩,14%的消费者决定不考虑购买电动汽车。

为了改变这一局面,我们需要通过投资来扩展充电基础设施。上面提到的特斯拉对全美超级充电站网络的投资和试点计划只是一个开始。为了使电动汽车市场生存和发展,我们需要有一个更充足的充电网络。

新的商业模式

新的充电站的推出也可能因经济力量的增强而加速。例如,发改委发布的《进一步提升电动汽车充电基础设施》的实施意见中,提出要充分发挥动力电池的储能特性,探索推广有序充电、V2G等形式,实现电动汽车与电网的协同互动。在矿场、港口、城市转运等场景因地制宜推广换电模式。

运营商也在寻找从充电站赚钱的新方法。例如,一些运营商在充电点上增加了数字屏幕,如果客户在等待充电期间在邻近的餐馆、购物中心和剧院购物,数字屏幕就可以为他们提供促销信息。还有一些公司正在研发能够收集客户数据的视觉充电器,包括收集人口统计数据以及充电汽车的品牌和型号。不过,还有一些公司可能会播放当地电视转播的体育赛事或其它能带来收入的娱乐内容。

对于任何企业来说,充电亭都是一个品牌推广的机会,借助其独特的设计,企业可以在上面放上企业信息。例如,汽车制造商开始在其经销商处部署充电亭,所选择的设计被用来描绘“轻松奢华”或“前瞻性科技”等价值观。

虽然外观设计在很大程度上受制于车内部件,但灵活性正在增加。例如,Molex可以建造各种形状、尺寸和涂层的母线,使公司能够灵活地满足电动汽车的设计需求,同时保持可制造性。

目前电动汽车电池充电和基础设施建设仍存在许多障碍,但前进势头明显,这激励着制造商、供应商和企业放飞其想法。

软件在车辆中扮演主角,快速增长的数据连接数量,要求工程师以不同视角来审视传统系统。从发动机和制动器到座椅和汽车收音机,汽车的任何部分都不再孤立地运行。设计师现在正在与顶级科技合作伙伴合作,来向市场提供流畅互联的车内体验。


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