隨著充電基礎設施的不斷擴展，電動汽車 (EV) 正在成為主流。根據世界經濟論壇的數據，到 2030 年將有 2.15 億輛電動乘用車上路。未來十年電動汽車的快速普及將增加對電動汽車配套技術的需求。在這個 powerUP 播客中，我們與意大利卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系電子學副教授 Gregorio Cappuccino 和《盈利增長戰略》的作者 Thomas Michael Hogg 討論了電動汽車及其充電站.

文章

電池論壇：通過電池和電氣化創造低碳未來

電動汽車動力總成集成

我們準備好轉向電動汽車了嗎？

電動汽車無線充電技術

特斯拉通往電動汽車市場領導地位的粗略之路

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歡迎來到 Powerup，這是由 Maurizio Di Paolo Emilio 主持的播客節目，它為 PowerElectronicsNews.com 和其他 AspenCore Media 出版物上的一些關于電力電子技術和產品的故事帶來了生命。

在這個節目中，您將聽到工程師和高管討論電力電子和汽車、工業和消費等市場的新聞、挑戰和機遇。這是您的主持人、電力電子新聞和 EEWeb.com 的主編 Maurizio Di Paolo Emilio。

-27.26

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧?

大家好，歡迎來到 Power Up 的這一新劇集。在這一集中，我們將討論電動汽車及其充電站。隨著電池和電源管理技術的成熟以及電動汽車充電基礎設施的擴展，電動汽車正在成為主流，世界上許多國家已承諾在不久的將來禁止銷售汽油和柴油汽車。根據世界經濟論壇的數據，到 2030 年，將有大約 200 萬輛電動乘用車上路。隨著未來十年電動汽車的快速普及，對配套技術的需求將繼續增加。市場繼續加速向電氣化方向發展，需要考慮三個方面：儲能、效率、以及對大眾市場客戶采用至關重要的基礎設施，我指的是充電站。今天我們將與 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 討論這個話題。Thomas 是《盈利增長戰略：來自德國公司的七個行之有效的最佳實踐》一書的作者。他是一名顧問和導師，在德國、瑞士、美國和墨西哥擁有 20 多年的市場和工作經驗。Gregorio 是卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系的電子學副教授。他是同一所大學專門從事電動汽車充電站的分拆公司的聯合創始人。讓我們先談談托馬斯，然后再談談格雷戈里奧。今天我們將與 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 討論這個話題。Thomas 是《盈利增長戰略：來自德國公司的七個行之有效的最佳實踐》一書的作者。他是一名顧問和導師，在德國、瑞士、美國和墨西哥擁有 20 多年的市場和工作經驗。Gregorio 是卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系的電子學副教授。他是同一所大學專門從事電動汽車充電站的分拆公司的聯合創始人。讓我們先談談托馬斯，然后再談談格雷戈里奧。今天我們將與 Thomas Michael Hogg 和 Gregorio Cappuccino 討論這個話題。Thomas 是《盈利增長戰略：來自德國公司的七個行之有效的最佳實踐》一書的作者。他是一名顧問和導師，在德國、瑞士、美國和墨西哥擁有 20 多年的市場和工作經驗。Gregorio 是卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系的電子學副教授。他是同一所大學專門從事電動汽車充電站的分拆公司的聯合創始人。讓我們先談談托馬斯，然后再談談格雷戈里奧。Gregorio 是卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系的電子學副教授。他是同一所大學專門從事電動汽車充電站的分拆公司的聯合創始人。讓我們先談談托馬斯，然后再談談格雷戈里奧。Gregorio 是卡拉布里亞大學電子、計算機科學和系統系的電子學副教授。他是同一所大學專門從事電動汽車充電站的分拆公司的聯合創始人。讓我們先談談托馬斯，然后再談談格雷戈里奧。

-25.42

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧?

嗨，托馬斯，非常感謝您的光臨。非常感謝你在這一集中的 Power up，你好嗎？

-25.35

托馬斯·邁克爾·霍格

我很好。非常感謝，很高興與您交談，非常感謝您邀請我參加您的播客。

-25.28

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

偉大的。所以，今天的主題是電動汽車，電動汽車的下一步是什么。因此，電動汽車市場多年來一直在急劇增長。市場上已經有大量的電動和混合動力汽車，世界正在快速轉向電動汽車。因此，在電氣化競賽中，電動交通正在以我們以前從未見過的方式徹底改變移動性。那么，電動汽車市場的現狀如何？哪些是主要參與者？

-24.54

托馬斯·邁克爾·霍格

這是一個大趨勢，因為不像特斯拉的 Giga 工廠那樣說是 Giga 趨勢，當我們談論市場和新一代的可持續性需求和要求時，它確實是一個 Giga 趨勢，對吧？當我們談論不同的參與者時，當然，我們必須談論特斯拉和埃隆馬斯克真正投資于該行業的愿景，不僅投資于該行業的業務，而且真正具有作為可持續品牌的目的。這就是為什么我認為它是最大的市場參與者和電氣記錄方面的領導者之一，但也包括傳統汽車制造商品牌，例如德國汽車制造商品牌，例如大眾汽車及其主要品牌奧迪，他們在以下方面取得了很大成功他們的……尤其是 E Tron 車型，還有其他車型，比如寶馬，梅賽德斯正在……而保時捷的目標……正在進入這個市場。當我們談論其他國家，還有日本品牌……本田、尼桑、美國品牌……福特通用汽車，還有一些來自中國的新玩家，大公司還有來自印度的塔塔汽車，這真的很有趣看看這個市場如何通過新型號變得越來越具有競爭力。我想我們將來會看到很多充滿活力或真正充滿活力的市場。

-23.46

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

所以，你正在改變很多人在他們的生活中一直保持不變的東西，只是考慮汽油和電動汽車，現在考慮那輛車。所以，這是期望的一點變化。您認為接受電動汽車是否存在社會和文化障礙？

23.28

托馬斯·邁克爾·霍格

當然！我的意思是，現在人們有了更環保、更可持續的意識。例如，有像挪威和瑞士這樣的國家。還有……關于這些國家的購買力，以及生活在那里的人們，我們可以看到人們，尤其是年輕一代，購買越來越多的電動汽車。但是有一些障礙。當然，當我們談到車輛成本時，我們必須看到，我們需要一些更便宜的車型。我們還需要一些更便宜的技術，我們可以說在五到十年內，我們有超過 50% 的汽車是電動的，對嗎？所以是的，有一些障礙。也許當我們談論趨勢，意識時，這真的很快。當我們談論拜登時，所有這一切都是由幾乎所有政府推動的，當我們談論默克爾和德國時，他們進行了大量投資，尤其是在這個電力市場上。我想我們需要幾年時間。所以特別是關于汽車的價格。

– 22.35

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

電動汽車市場仍面臨兩大挑戰：如您所說的成本和行駛里程。續航里程被認為是采用全電動汽車的主要趨勢。降低成本和提高系統效率的一種方法是從半導體的角度集成動力總成，電動汽車的動力總成系統涉及從車載充電器到電池及其管理系統的多種解決方案。我們應該在哪些方面努力降低成本？

-22.05

托馬斯·邁克爾·霍格

是的，首先，我們必須看到汽車的技術和性能達到了意想不到的水平，對吧。正如您所說，當我們談論行駛里程時，還必須或必須增加充電時間以及我們在不同國家/地區所需的整個充電基礎設施。但當然，我的意思是，動力傳動系統在那里也非常關鍵。我想很多人不知道電動汽車大約 50% 的成本都集中在它的動力系統上。當我們談論那里時，我們必須談論電池組，以便逆變器和控制器以及所有組件，我們必須看到這些技術的成本，并且這些組件在未來幾年必須下降，以便我們可以有更合理的汽車價格。但我認為有一個非常重要的話題，這與售后市場有關。因此，我們需要更多的售后市場公司，他們以后有興趣銷售這些系統以及電池、動力系統，以便我們在未來幾年降低價格。

-21.03

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

所以，電動汽車銷量的增加，但不僅僅是我猜，導致每年可充電電池的產量增加，而且很多使用的原材料可能很快就會用完。那么，我們如何以可承受的成本安全地回收為電動汽車提供動力的電池？未來是什么？你怎么認為？

-20.40

托馬斯·邁克爾·霍格

Maurizio 說得真好。因為我覺得現在的電動車電池真的不是為了回收而設計的。我的意思是，這是一個直到過程，我猜政府真的在那里發揮了關鍵作用。他們必須在那里發揮關鍵作用，因為他們被迫監管這個市場。他們應該這樣做。而且，我們在這個市場上的回收水平更高，對嗎？因此，當我們談論中國在 2018 年重新開始時，要實施一些規則以促進電動汽車電池組件的再利用，而歐盟和美國也在試圖迫使公司在這一回收挑戰中前進。所以，我想首先，我們需要更多的法規，并迫使公司設計可回收的電池。

-19.55

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

所以，另一個挑戰，我認為將是我們的基礎設施，它必須在充電時間方面發生變化。我的意思是，像我們的電網……擁有更多的充電站。那么，你怎么看，情況如何？

-19.38

托馬斯·邁克爾·霍格

是的，正如我們看到的，這個國家對充電基礎設施有巨大的需求，因為我的意思是，當我們稍后談論客戶的要求時，我的意思是，他們需要它，再次，我的意思是，他們想要性能，但他們想要它以合理的價格。我猜，時間就是金錢和我們在不同國家需要的資源。我的意思是，我們才剛剛開始建立所有這些基礎設施。但同樣，當我們看到采用時，我的意思是電動汽車，我的意思是，我想這可能真的很快。因此，我認為在四到五年內，我們真的可以看到較發達國家的充電基礎設施有所不同，并且在新興經濟體的大城市中也將逐步實現。

-18.59

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

那么，電動汽車電池無線充電多久會成為現實？因此，無論是通過道路，還是車輛上的太陽能電池板，或其他方式。

-18.49

托馬斯·邁克爾·霍格

我想我的意思是，必須更詳細地開發該技術。我想我們在談論…… 很難做出估計。但我想我們會討論 10 年，大約 10 年，我想，10 到 15 年的時間來開發更復雜的無線充電系統，這些系統確實可以長期發揮作用。好的。

-18.27

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

很好，所以......我們得出結論。我的最后一個問題，在您看來，未來 10 年、20 年電動汽車的未來會是什么樣子？

-18.18

托馬斯·邁克爾·霍格

正如我一開始所說的，我的意思是，首先，這是關于競爭力的，關于不同品牌的不同品牌，不僅關于解決方案，還關于品牌。因此，不同品牌的市場非常重要。我試圖在這里指出，當我談論一些傳統品牌時，我對德國品牌了解得更多一些，真的當我們談論寶馬時談論奧迪時，我的意思是，他們的定位非常好當我們談論性能時。當我們談論質量時，顯然還有梅賽德斯和保時捷等等，我猜他們與一些傳統品牌相比具有某種優勢。而且，由于他們的分銷網絡，他們已經擁有在亞洲市場或中國特別強大的德國品牌。所以，這就是我在未來看到的，對吧？我的意思是，關于模型和性能存在競爭。而且，這與品牌有關，但您確實需要，您需要一個良好的分銷網絡。然后你也不能低估每個地方的市場是不同的，對吧？當我們談論法律條件時，當我們談論競爭對手的反應時，當我們談論美國、通用汽車和福特時，他們也在努力進軍這個市場。所以我想這都是關于競爭力的。這些新品牌存在一些不確定性。歸根結底，這就是我的意思，我想對客戶來說是個好消息，對吧？如果有更多的競爭，我想我們可以看到價格正在下降。而且，我們可以訪問不同的模型，

-16.48

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

好的。謝謝你，托馬斯。很高興與您談論電動汽車。謝謝你。

-16.44

托馬斯·邁克爾·霍格

非常感謝。

-16.38

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

嗨，格雷戈里奧，非常感謝你的到來。你好嗎？

-16.36

格雷戈里奧卡布奇諾

嗨毛里齊奧，我很好。感謝你的邀請。

-16.32

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

所以，今天的主題是電動汽車及其充電站。但在詳細介紹之前，請告訴我更多關于您的信息。請自我介紹一下。

-16.22

格雷戈里奧卡布奇諾

所以，我的名字是格雷戈里奧卡布奇諾。我是意大利卡拉布里亞大學的教授。我的研究興趣是電動汽車的電池管理和市場充電。目前，我教授有關電源和智能充電的電子設備課程。我也是 CalBatt 的首席執行官。那是一家專門為電動汽車提供智能充電解決方案的公司。該公司得到了意大利最大的公用事業公司的參與，由于其創新的技術和產品，CalBatt 被選為在巴黎氣候變化會議上展示的 100 家意大利卓越企業。

-15.37

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

如您所知，世界正朝著電動汽車發展。因此，電氣化競賽進行得非?？臁８嬖V我電動汽車市場的現狀如何？市場方面有什么消息，世界是否準備好轉向電動汽車還取決于成本？那么，電動汽車成本的主要驅動因素是什么？

-15.07

Gregorio Cappuccino 好吧，盡管 2020 年發生了 COVID 大流行，但流通中的電動汽車數量達到了 1000 萬輛的門檻，注冊量比上一年增加了約 43%。在這種情況下，歐洲的年度增幅最大，約有 140 萬新注冊。中國以 120 萬輛位列第二，而在美國，新電動汽車的絕對增長僅為 29.5 萬輛。但即使在美國，情況也在發展，例如，其 F-150 Lightning Ford 推出后取得了巨大成功，并收到了超過 120000 輛的預訂單。此外，通過 COVID-19 恢復包，許多國家將重點放在電動汽車上，大大加快了交通電氣化進程。這是最近一項商業咨詢提供商預測到 2030 年將有或多或少 3500 萬輛電動汽車。這意味著復合年增長率超過 26%，這是一個巨大的數量。毫無疑問，影響電動汽車普及的因素之一是成本。究其原因，電動車的購買價格比傳統汽車高，就是電池成本高。舉個例子，有個想法，對于中型乘用車，僅電池成本就可以占到整車總成本的1/3。顯然，在 SUV 的情況下，與中型或小型汽車相比，動力 10 在總成本中所占的份額較小，但無論如何，電池的影響非常大。反正，由于電池價格的降低，預計乘用車的差價至少會在 20 年代末左右取消是合理的。我的觀點是，由于引入了一些顛覆性創新，例如，在車架中集成電池組……這是特斯拉最近開發的一種解決方案，價格差異將更快地縮小。

-12.20

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧?

未來幾年，中國、歐洲和美國電動汽車人口的總充電能量需求可能會大幅增長，從每小時 200 億千瓦時增加到約 3 億千瓦時。這反映了電動汽車的采用、每年行駛的總里程和每英里所需的平均千瓦時。雖然每小時 3000 億千瓦聽起來是一個很大的數字，但它只占美國當前能源需求的不到 10%，您認為電動汽車需要多少能源？

-11.44

格雷戈里奧卡布奇諾

我認為您提供的估計完全符合基本計算，因為根據經驗，現在平均消耗量在每公里 150 到 250 瓦時之間。因此，考慮到中等年產量，您得出的總能源需求量或多或少僅為 1/10。我說的是世界上流通的所有車輛的全球能源消耗量不到美國能源動力組的 10%。所以，你是對的，這似乎是合理的。問題不在于需要多少能量。問題是何時何地需要這種能量。您必須認為電動汽車充電的電力需求的日常趨勢與更整合的經典負載的能源需求有很大不同。所以，在某些情況下，

-10.09

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

需要考慮的主要問題之一是缺乏充電點。司機最關心的問題之一是擔心電動汽車無法保持足夠的電量到達目的地。目前，荷蘭和我認為其他國家的電動汽車充電站密度最高，世界其他國家需要效仿這一點，通過對快速充電點的大量投資來支持電動汽車的數量，這也一直是充電站的問題。公共充電點的可靠性，需要解決，以確保公眾的信心。是什么情況應該考慮哪些因素來提高效率和充電時間？

-9:26

格雷戈里奧卡布奇諾

實際上，荷蘭是歐洲公共設施數量最多的國家，在中國和美國之后位居世界第三，荷蘭是人均充電站數量第一的國家。無論如何，局勢發展非常迅速。石油和天然氣以及電力巨頭正在多樣化他們的投資組合，僅投資于充電基礎設施。僅在美國就有一個想法，預計到 2030 年，此類投資每年將超過 180 億美元，用于設備安裝、運營和服務。在全球范圍內，充電站的全球部署將以25%至30%的非常高的復合率增長，到2030年將超過6000萬臺。充電時間沒有對公眾信心產生強烈影響。值得指出的是，對于有可能在家附近過夜充電的潛水員來說，為典型的電器充電所需的八小時通常是可以接受的。在所有其他情況下，能夠提供 50、150 到 250 千瓦的快速充電站實際上是一個很好的解決方案。顯然，快速充電器的建造和運行成本很高。但由于政府對電動汽車的政策和私人投資不斷增加，2030年將流通的數百萬輛電動汽車中的10多輛，在我看來，沿路尋找能源站是沒有問題的。150 到 250 千瓦實際上是一個很好的解決方案。顯然，快速充電器的建造和運行成本很高。但由于政府對電動汽車的政策和私人投資不斷增加，2030年將流通的數百萬輛電動汽車中的10多輛，在我看來，沿路尋找能源站是沒有問題的。150 到 250 千瓦實際上是一個很好的解決方案。顯然，快速充電器的建造和運行成本很高。但由于政府對電動汽車的政策和私人投資不斷增加，2030年將流通的數百萬輛電動汽車中的10多輛，在我看來，沿路尋找能源站是沒有問題的。

– 7.28

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

因此，重要的是要根據數據標準調整所有充電點，從而為電動汽車駕駛員提供良好的體驗，無論他們身在何處。充電點運營商通常忙于關注指數增長而無暇處理數據和標準。那么，是什么阻礙了電動汽車充電領域的標準化？未來的主要挑戰是什么？

-07.00

格雷戈里奧卡布奇諾

那么對于電動車司機來說，使用各種充電站是必不可少的，即使司機只是一個充電站運營商的客戶。與蜂窩電話類似，充電服務提供商運營商正在開發漫游協議，允許最終用戶在任何地方找到接入點并支付充電費用，而無需額外的注冊、費用或加價。這是聯盟公司努力的結果，其目標正是促進電動汽車充電基礎設施的全球部署、通信協議和相關標準的采用。標準化也是支付的一個問題，這是另一個面臨深度轉型的方面。例如，最近將于 2023 年 6 月生效的法規，并且已包含在德國要求所有未來的充電點都具有借記卡或信用卡讀卡器。這是一個更好的規定。但我認為，在不久的將來，其他國家也會采用這一決定。這要歸功于獨特平臺和或多或少獨特標準的發展。

-5.24

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

是的。因此，在電動汽車充電是推動能源轉型的關鍵點的世界中，其他解決方案可以與電動充電站一起出現。那么，這些其他人是什么？那么，一個這樣的解決方案就是無線，無線充電，我猜你怎么看？

– 5.04

格雷戈里奧卡布奇諾

嗯，因為額外的充電技術可以緩解一些與充電相關的問題，好吧。無論如何，還有其他解決方案可以加速向電動汽車的過渡。另一件事，最有趣的是公共和家庭充電設備與電網的緊密集成。通過這種方式，例如，充電點運營商或電網運營商可以虛擬聚合一定數量的住宅充電設備，以協調能源需求并為電網提供服務。在意大利，我們與 CalBatt 一起直接參與了能源當局需要的新一代家用壁掛式充電站和家用充電站的開發。一種壁掛式充電盒，可讓用戶免費獲得更多可用電量，同時還可享受能源費率折扣，因此可以支付每年充值費用的 30% 到 100%。這為未來幾年住宅級別的充電站設定了標準。根據意大利到 2030 年將有大約 330 萬個私人充電點的預測，這是一個非常有趣的市場機會，我認為這是真正促進綠色出行發展的舉措。

-3.20

毛里齊奧·迪·保羅·埃米利奧

好吧，那太好了。非常感謝，格雷戈里奧。很高興與你交談。謝謝你。

-3.13

格雷戈里奧卡布奇諾

謝謝你，毛里齊奧，Ciao！

-3.08

毛里齊奧·迪·波阿洛·埃米利奧

謝謝你，托馬斯和格雷戈里奧。這是一個大趨勢，而不是像 Gigafactory 這樣的 Giga 趨勢。來自特斯拉。正如托馬斯所說，這真的是一個千兆趨勢，很多品牌都在這個市場上發展：寶馬、梅賽德斯、本田尼桑、福特通用汽車，還有一些來自中國的新玩家。還有來自印度的 TATA Motors。動力系統真的很關鍵。電動汽車大約 50% 的成本集中在其動力傳動系統上。當我們談論這個時，我們必須談論電池組、逆變器、車載充電器、控制器以及我們擁有的所有組件，以確保這些技術的成本在未來幾年必須下降，以便我們可以有更容易獲得的汽車價格。托馬斯認為，汽車和電動汽車的電池一開始就真的不是為了回收而設計的。我們需要更多的法規并迫使公司設計可回收的電池。在四五年內，我們可以真正看到布線基礎設施隨著新興經濟體的新發展而有所不同。有一場關于模型和性能的競賽。而且，這與品牌有關，您需要一個良好的分銷網絡。此外，您不能低估每個當地市場。Gregorio 表示，盡管 2020 年發生了 COVID 大流行，但流通中的電動汽車數量仍比上一年增加了約 40%。格雷戈里奧說，問題不在于需要多少能量。問題是何時何地需要這種能量。您必須認為電動汽車充電的電力需求的日常趨勢與更整合的經典負載的能源需求有很大不同。在世界范圍內，到 2030 年，全球充電站的部署將增加到超過 1600 萬個。顯然，根據 Gregorio 的說法，快速充電器的建造和運營成本很高，但由于政府對電動汽車的政策越來越多根據格雷戈里奧的說法，私人投資，2030 年將流通的數百萬輛電動汽車在沿路尋找能源站將沒有問題。最有趣的是公共和家庭充電設備與電網的緊密集成。這將我們帶到了這一集的結尾。請繼續關注有關電力電子的更多新聞和技術方面的信息。。PowerUp 由 AspenCore 媒體為您帶來，主持人為 Maurizio Di Paolo Emilio，制作人為 James Ead。謝謝大家的聆聽。下集見。敬請關注。

審核編輯 黃昊宇