账号:
密码:
智动化 / 文章 /

智慧充电桩百花齐放
终端客制化驱动制造
[作者 陳念舜]   2024年04月29日 星期一 浏览人次: [2443]

回顾2021年全球电动车浪潮初起,曾访问南部工具机大老对於此占终端消费市场比重达40%以上的汽车产业看法,只换来冷冷的一句:「连充电桩都还没着落,谈何电动车发展!」但电动车产业在经历疫情与全球竞逐净零碳排目标下已逐渐成熟,包含充电桩等客制化、模组化终端产品甚至由下而上,驱动制造业加速转型升级。



如今随着全球净零碳排及运具电动化政策驱动市场需求快速成长,各国陆续宣告禁售燃油车时程,引发电动车产业供应链成型,依《经济学人智库》报告预估,2024年全球电动车销量年比可??成长21%,将连带提升充电站与充电桩设备等基础设施配套成长。


为了支持电动车普及,纷纷设定不同充电桩设定目标。包括欧盟要求公共充电站须实现2025年100万枪、2030年300万枪目标,其中每60km须设置一座充电站,并陆续达到2025年≥400kW,150kW充电枪≥1支;2030年≥600kW,150kW充电枪≥2支目标。


美国也为此补助各州共设立2030年50万具公共充电站,至少每50英哩设置1座要求至少4支≥150kW的CCS充电枪。但要求外壳制造和组装在地化、2024年55%内部元件须在美制造,促成许多充电桩制造厂商开始采行并购策略。


工研院产科国际所研究经理黄雅琪指出,因此竞争将加剧产业整并风潮持续进行,包含充电桩业者必须配合充电营运商(CPO)需求客制化、模组化产品,至今市场上已少见充电桩标准品,甚至可??推动上游充电桩模组及电动车制造业转型升级。


欧美充电桩规格一统 激增产业链整合商机


图一 : 为了让更多驾驶人转开电动车,势必要有便利的充电基础设施,加速充电规格统一(摄影:陈念舜).
图一 : 为了让更多驾驶人转开电动车,势必要有便利的充电基础设施,加速充电规格统一(摄影:陈念舜).

其中为了让更多驾驶人转开电动车,势必要有便利的充电基础设施,虽然尚未等到美国汽车工程师学会(SAE)审核通过特斯拉的「北美充电标准」(NACS)成为北美电动车产业的公众标准,但是特斯拉(Tesla)超充大联盟仍持续扩大规模,继通用、福特和Rivian等美系车厂之後,瑞典车厂Volvo也成为率先导入NACS的欧系车厂,为充电桩商机再添柴火。


後者决议自2025年起在美国、加拿大和墨西哥三国的Volvo电动车,将配备NACS的充电接囗,避开了拜登政府所主导的「组合充电系统」(CCS)标准;其他采行CCS的车主,也能从今年上半年开始采用变压/转接器,就能同样使用NACS/CCS的网路充电。


由美国政府资助「国家再生能源实验室」(NREL)研究指出,全美在2030年前将设置由120万个公共充电站组成的电动车充电网络,其中包括100万个Level 2充电站,并将所有NACS和其他类型充电站都包含在内。消息一出,不单台达电、光宝科等大厂,贸联-KY等特斯拉受惠族群摩拳擦掌,就连非特斯拉阵营也蓄势待发。


台达电永续长暨发言人周志宏认为,「这绝对是长多」,因为饼会愈做愈大,尽管短期会带来什麽冲击,目前仍需要再观察,但周志宏强调,中间的过渡期「绝对不会是很久的事」。贸联-KY董事长梁华哲虽看好市场把饼做大效益,但他也强调,充电桩是个充满竞争的市场,要求量大,势必得在价格上做退让,「未来充电桩毛利要有大幅成长,会是一个挑战」。


充电模式影响充电桩及电动车制造

此外,基於现今「充电快速化」趋势,快充桩朝高功率发展,估计CCS充电桩最大功率设计可达480V,还须考量不同车种、电池可否接受,例如高价车快充上达250kW、平价车落在50~100kW之间。


且因为锂电池的化学特性在低於冰点时充电,恐容易会造成电池损坏,所以电动车在气温寒冷时的充电过程,会先耗费大量时间将电池加热至适当温度,导致充电时间延长;在极端低温下甚至无法充电,曾造成大批车辆堵在充电站动弹不得,宛如电动车坟场。


为了在温度过低时保护电池,电动车制造厂商还会限制可使用的电池电量,须待电池升温才会恢复正常,造成低温时的电动车续航力大减。根据挪威汽车联合会(Norwegian Automobile Federation)发现,电动车在寒冷环境下的行驶里程将减少约20%,若汽车加热系统全力运作,则数字可能增加至40%以上。


包括SiC与GaN等宽能隙材料,则具备比起传统矽材料更能耐高温、高压及高频的特性,GaN元件常用於900V以下领域、SiC则适用於1200V以上电压,两者分别在低开关耗损、传导耗损上具备优势,能帮助新能源车提升效率、缩小体积,实现高频快充、长续航与轻量化的好处,因而成为市场新宠。


除了吸引欧美日主流科技大厂争相投资SiC产业,以卡位汽车动力系统的主导权;台湾也因为具备完整半导体产业链优势,被视为重要的委外制造夥伴,包括环球晶、汉民及广运等集团,可??从欧美日主导的供应链中突围。


台达最新推出的一体式超快直流充电桩UFC 500,也强调搭载新一代SiC晶片与专利拓朴设计,由於轻巧紧凑的电源模组功率密度有效提升,而采行十分紧凑的一体机设计;同时具备高达96%的电力转换效率,单枪输出功率最高可达460kW,双枪同时输出最高达250kW,十分有利於场站空间运用。不需另外配置电源柜,更易於维护和有效缩减充电设备的的占地面积,降低充电营运商土地取得门槛,简化营运商安装与维护成本


微星科技(MSI)则在近期推出甫於今年初美国CES大展上发表的第二代旗舰充电桩「Eco Premium」首度在台亮相,具有支援高达22 kW的三相电力输出,比起单相充电有更快的充电速度,更适合电池容量较大的电动车或需要快速充电的场合,能同时提升充电效率并减少过载机会。


设计上则瞄准欧美更高的客制化需求,如可自由选择有无枪线,三方进线的方式也能增加施工弹性,提供消费者及营运商在充电设备挑选上更多元化的选择。另免除一般AC安装、外出随??即用、一机可换8国??头、方便外出携带使用的旅行充电桩「Portable EV Charger」,持续壮大旗下电动车产品阵容。


微星同时宣布,旗下「EV系列」功能最齐全、规格最强大的商业应用充电桩「EV AI」,即日起在台湾正式上市。具有内建AI车牌辨识,并搭载QR Code扫码支付、RFID卡片感应功能,优化停车管理与支付体验;搭配微星自行开发的EMS云端管理系统与客制化API整合服务,将成为商业场域如公共停车场、充电站、建案、饭店、商办大楼等最隹电动车充电解决方案。



图二 : 微星科技则在近期推出第二代旗舰充电桩「Eco Premium」首度在台亮相,更适合电池容量较大的电动车或需要快速充电的场合,能同时提升充电效率并减少过载机会。
图二 : 微星科技则在近期推出第二代旗舰充电桩「Eco Premium」首度在台亮相,更适合电池容量较大的电动车或需要快速充电的场合,能同时提升充电效率并减少过载机会。

V2X充电智慧化 ISO标准问世 朝商业化更迈进一步

值得一提的是,因应目前「充电智慧化」趋势,可降低充电桩设置及营运成本,加速回收投资报酬,促使连网可控成为充电桩基本功能要求,执行包含智慧充电V1G、双向充放电V2X等多样模式,让充电业者有机会跨入能源服务业,惟仍有市场机制/法规、标准、技术与产品、消费者等诸多挑战。


黄雅琪指出,由於充放电桩高出4~6倍,加上电池有衰退疑虑又乏保固机制等因素;仍待制订完善车-桩-管理平台-电力公司互通性的通讯标准、双相充放电桩的安全与功能标章,导致现今只有少数电动车款及充放电桩可支援V2X应用,仅以在家充放电或断电时备援为主,尚未能真正回充电网使用。所幸在近年来ISO 15118-20功能就绪後,让V2X往商业化更迈进一步。


研华携手充电营运商 发表应用解决方案


图三 : 研华携手充电营运商,发表EVSE专用控制板解决方案,加速回收投资报酬。(摄影:陈念舜)
图三 : 研华携手充电营运商,发表EVSE专用控制板解决方案,加速回收投资报酬。(摄影:陈念舜)

工业物联网大厂研华公司近日也在林囗共创园区举行「嵌入式设计论坛」,并邀请电动车载控制器(EVCC)模组设计公司起而行绿能公司(eTreego),在2023年成立的充坝(gochabar)子公司,提供充电系统与营运的技服务,串联充电系统所有软硬体价值资源与整合效益。


研华嵌入式物联网平台事业群产品研发经理王圣文引述PwC报告指出,目前一具L3~L4等期的DC超快充电桩的建置成本美金约4~14万元;营运端还有50%成本来自电费,其他50%为後台营运、配电线路、土地、税务、保险等,估计一座配备4~6具充电桩的场域设置和营运成本约须投资新台币1200~2000万元。


充电桩厂商为了获利,必须仰赖政府补助、联手车厂策略,否则须等到10~15年届龄淘汰後才能回本。研华虽然并不制造整具充电桩,以供应所需HMI与控制器主机板为主,分别从底层软硬体架构协助实现。


包含提高利用率(Higher Utilization),从现行10%~15%增至20%,才有可能盈利;为了吸引人流、车流和更多充电营运商加入,还必须借重架构在硬体、OS、应用层之上的伺服器技术,可自远端维护软硬体,双网囗可用於能耗计算及管理。


且若要实现(Lower Energy Cost)基於能源占总体营运成本约50%,只能仰赖电力公司,并配合时间电价削峰填谷。也就是在用电尖峰时间放电、离峰时间充电以降低电费,经由整合BESS/ESS加以平衡;或是透过光充储,将多馀的再生能源储存起来,实现零碳排。


其他营收来源(Other Source of income),则可与商场异业合作、卖碳权,或加入V2G、V2X服务。为了因应竞争激烈又利润微薄,满足客户要求功能多寡务必要弹性。研华在设计充电桩的控制板时,需要针对不同等级效能加值应用,具备多个RS-232/422 485和CANBus 可用於充电控制板和支付周边。


研华为此提供EVSE专用控制板,包含AFE-E420(NXP i.MX93)、AFE-E350(Intel Atom x6000E),整合EVSE控制器与SECC变频线网路设计,支援 Windows和Ubuntu OS并具备OOB频外管理、AI运算能力的可扩充性,提供预先配置资安防护解决方案。


由於大多数大型商业按次付费直流充电站都位於室外,因此充电站这次必须能够承受灰尘、下雨、持续日照和极端温度等环境和天气条件,还能够稳定、可靠地传输资料。充电量、计费明细等资讯,还必须整合後端系统管理、站点远端即时监控、能源管理系统等功能。


在远端管理与资安防护方面,研华也有与BV(Bureau Veritas)公司合作符合IEC-62443解决方案,包含Embedded OS、防护与备份、装置生命周期。现也协助充坝透过开放的充电站协定(OCPP)传输,推出双端+双模+双电力的EMS架构。


友通「未来无人充电站」 打造电动车充电新体验


图四 : 友通资讯在今年发表未来无人充电站的概念应用,期待持续扩大并强化人工智慧边缘运算的能力。(source:DFI)
图四 : 友通资讯在今年发表未来无人充电站的概念应用,期待持续扩大并强化人工智慧边缘运算的能力。(source:DFI)

友通资讯也在今年嵌入式电子与工业电脑应用展(Embedded World)上,发表未来无人充电站的概念应用,提前因应电动车(EV)使用量的增加,以及随之而来的相关充电桩设备布建需求。其中嵌入式解决方案系采用第13代Intel Core i9-13900TE处理器和Intel Arc GPU执行大语言模型(LLM),期待在电动车市场中持续扩大并强化人工智慧边缘运算(Edge AI)的能力。


友通总经理苏家弘表示,友通运用虚拟机器(VM)虚拟化技术,推出强大的工作负载整合平台(Ubuntu/Windows/Android),只要单一Intel 中央处理器(CPU)即可同时执行多个作业系统,用於电动车充电等应用。期待藉由智慧充电桩解决方案,强化使用体验、提升平台功能表现与能源效率,顺应AIoT与节能发展趋势。


因此促使Mistral 7B LLM可内建在友通的充电桩上执行任务,并运用Intel Arc GPU的XMX AI引擎进行快速AI推论,提供边缘运算效能、获得即时洞察资讯;以及第13代Intel Core处理器上的虚拟机器,整合诸如数位看板、支付交易和互动式资讯站等多种工作负载,达到简化操作、降低成本目的;同时利用友通M.2 A Key介面的OOB远端网路管理模组,可通过无线软体更新,以提供稳定的远端维运。


Intel智慧城市部门??总裁暨总经理Renu N. Navale表示:「Intel的技术正为电动车充电及交通基础设施的创新发展铺设道路,期待藉由这样的创新技术在永续、移动和智慧充电系统方面迎来新时代。」


在Intel的初步效能测试中,发现在3次大规模多任务语言理解(MMLU)方面,英语的准确率为80%,反应时间不到2秒。而OpenVINO专为互通性和相容性而设计,可轻松将OpenVINO与Intel CPU和GPU结合使用,在不到2个月的时间内完成系统开发。期待藉此贴近客户的需求,并提供更创新的服务、强化使用体验,提前布局充电站市场。


如今智慧充电桩透过工作负载整合平台,有??带动相关商机,例如无人贩卖服务可搭载拍挡科技的Kiosk解决方案等。广告服务供应商也可运用由AI驱动的洞察资讯,加值其服务价值、


**刊头图(source:images.squarespace-cdn.com)


相关文章
四大技术争夺EV充电桩主流标准
comments powered by Disqus
  相关新闻
» 宏正再度名列公司治理评监中小市值组前5%区
» 2024博世科技日成就生活之美 用软体科技带动各领域创新
» 台达与德仪携手成立实验室 布局先进电动车电源系统
» 净零建筑智慧节能减碳创新技术 以低碳、健康及安全为前提
» 洛克威尔自动化推出FactoryTalk Analytics GuardianAI 藉AI预测维护厂端设备
  相关产品
» 凌华科技ARM开放式架构触控电脑正式上市
» 安勤为自主机器智能打造新款 AI 工业电脑
» 凌华全新ASD+企业系列SSD固态硬碟重塑大数据应用高效安全储存
» 中美万泰新一代无风扇热??拔电池医疗级触控电脑
» 凌华科技新款显示卡搭载Intel Arc A380E GPU


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 / E-Mail: webmaster@hope.com.tw