电动汽车技术和充电站的兴起

July 24, 2023

Christina Cardoza

电动汽车技术

如今，电动汽车 (EV) 似乎无处不在 — 无论是在街道还是媒体中。企业、政府甚至公用事业部门都采取了奖励措施，鼓励人们改为使用电动车。同时，特别是在某些城市地区，充电站如雨后春笋般涌现。考虑到人们对化石燃料以及各种技术创新存在诸多顾虑，这不啻是个好消息。

但是，这种进行中的向电动汽车的过渡也会对能源使用和电网状态产生重大影响。为使前者具有可持续性，将面临各种技术压力；为使后者具有可靠性 — 满足未来和当前的需求，基础设施自身会面临巨大压力。领先的边缘解决方案 SECO 开发商的首席产品官 Maurizio Caporali 和能源系统提供商 Imagen Energy 的首席技术官 Ezana Mekonnen 将与我们一起，讨论电动汽车和充电站的兴起，以及实现那种进化所需的行业支持（视频 1）。

视频 1。SECO 和 Imagen Energy 讨论的主题为：要使电动汽车技术真正成为主流，将会遇到哪些阻碍。（资料来源：insight.tech）

是什么导致了电动汽车的兴起并引起了人们的关注？

Maurizio Caporali：电动汽车提供了一个解决方案，以各种方式给汽车行业带来巨变。总的来说，内燃机解决方案在逐步淘汰。确实，电动汽车不使用化石燃料，因此在特定环境下可能会减轻污染，这一点非常重要。

然后，还有许多最终用户感兴趣的因素。例如，驾驶舒适性。电动汽车的噪音非常低，而且，从振动的角度看，它也缓解了振动，做出了改变。降低了维护需求，因为这类解决方案不需要经常维护组件，而且汽车运动部件的故障更少。

另一个非常重要的考虑因素来自技术方面：电动汽车本身采用了大量技术。这是一种较为复杂的环境 — 包含计算机、许多传感器，总体而言，与标准内燃机汽车相比，采用了更多技术。从技术角度看，最后一点是电池技术的改进。

在某些方面，我们也可以将电动汽车与无人驾驶汽车相比较。例如，可以与电动汽车进行远程交互 — 最终用户可以在智能手机应用中查看汽车的所有相关信息。此外还有控制 — 例如，可以在进入汽车之前打开空调。

电动汽车会对电网造成什么影响？

Ezana Mekonnen：我认为，电动汽车会对电网造成巨大影响。它通过增加需求来造成这种影响；如果管理不当，可能会增加电网所承受的压力。但就电网而言，它面临的并不总是需求方面的问题。我们在电网中引入光伏太阳能时遇到了类似问题，而且，超额能源供应会造成同样的压力。

因此，供需平衡至关重要。这通过智能负载 — 智能电网能够更好地协调供需关系 — 来实现，然后还要增加系统存储，以便更有效地缓冲可再生能源，以及满足电动汽车的能源需求。

当前为充电解决方案提供了哪种基础设施？

Maurizio Caporali：我们先从电动汽车讲起；目前，我们正在考虑建立充电站基础设施。关键在于允许电动汽车增长，但如果不建充电站，将无法实现这种改变。

我们感兴趣的是快速充电站，以便让最终用户有机会在旅途中，仅在几分钟内就可以给汽车充电。此外，还要求能够提供充电站的位置、可用性方面的信息，以及充电站相对于汽车的特点。

为此，就需要了解一些与技术相关的重要因素 — 技术不仅涉及硬件，而且包括软件。我们分析了这方面的因素，并定义了一个能够以不同方式适应物理空间和周围环境的解决方案 — 一方面，通过传感器了解周围环境的状态，另一方面，为最终用户提供一个界面，并能够向最终用户提供信息。

从数据角度看，电动汽车充电器也可能是一个非常重要的关注点。充电站会为最终用户生成大量数据，但对市政当局来说，它们也可能是一个重要的信息点。因此，它们不仅可以给汽车充电，而且是一个数据信息系统。

另一个要点是如何管理这整个系列的充电站。从化石燃料转向电力能源后，我们需要确保能够为汽车充电。此外，在了解与全体充电站状态相关的预测性分析信息后，还要准备立即提供所有必要信息。

SECO 如何设法在高速公路上或市内安装充电站？

Maurizio Caporali：在这方面，解决方案的灵活性是一个重要因素，以便我们能够让公司有机会自定义该解决方案的最后级别。我们的特点是能够定义非常灵活、高度模块化的东西，然后提供自定义机会。

另一个重要因素，是不但能够从硬件角度，而且能够从软件角度进行这种自定义。然后，我们会向客户提供一组工具，为不同级别的用户定义适当的服务和解决方案。一部分工具负责管理基础设施维护，还有营销方面 — 是否可以远程管理信息、定价和广告系统。我们提供机会来添加大屏幕以显示信息，添加支付系统，添加许多传感器，以便根据将安装设备的位置支持不同的服务水平。

我们如何确保今天的努力成果能够不断扩展和进化？

Ezana Mekonnen：我认为那包括两个方面。首先，要从长远角度来看待我们实际部署的内容，这一点非常重要。例如，我们正在开发能够双向充电的充电器，不是因为目前需要该装置，而是因为我们希望确保该基础设施不仅可用于给汽车充电，而且能够将能源馈送到电网中。这会将电动汽车从电网的“负债”转化为电网的“资产”，到时，我们基本上就拥有了“装在车轮上的电池”，是吧？

其次，电动汽车充电站所有者会担心所谓的“搁浅资产”，即他们的充电站未得到充分利用的情况。因此，我们创建了一个架构，以便我们部署充电站，然后在利用率提升后添加充电端口。这有助于基础设施与电动汽车的普及率相适应，并且它可以继续扩展。

SECO、Imagen 与其他公司之间是什么关系？

Ezana Mekonnen：在 Imagen，我们意识到，这些充电器不只是充电器：它们是多功能装置。这就好比我们的手机不只是手机，它还是摄像头、GPS 系统等。因此，在专注于生产一款足以满足电能转换和传递需求的小型变流器的同时，我们也希望 SECO 能够提供附加功能。例如，它的 CLEA AI 功能，既能够处理图像和音频，又能够驱动大屏幕广告 — 有可能抵消充电成本，或提供相关功能。它提供的功能不仅面向电动汽车充电器用户，而且面向相关企业。基本上，我们认为，这个具备强大处理能力的基础设施可以进化为别的设备，而不只用于充电。

而且，就向我们提供的技术而言，英特尔一直在这方面拥有领先优势 — 特别是我们用于转换电能的 FPGA。它为开发电能转换设备提供了一种非常可靠而稳健的方法，尤其是在我们努力提高其效率、极度压缩其体积的情况下。任何一家公司都无法独立开发这种面向未来的基础设施，因此，我们很高兴能够与 SECO 和英特尔合作。

Maurizio Caporali：不错。我们技术的核心部分基于英特尔芯片。具体来说，我们使用的是英特尔的最新一代工业解决方案 — 搭载凌动^® 系列处理器的低功耗解决方案。这些处理器极其灵活，异常强大，而且功耗非常低。

另一个关键点在于，由于能够分析来自不同类型的传感器的大量数据，就可以实时分析所有这些数据。此外，这样就不必将所有数据发送到云端，而可以直接在边缘设备上进行预分析。实现这种可能也归功于采用了 OpenVINO^™ 技术。另外，在温度和持久使用寿命 — 解决方案能够运行 10 年以上 — 方面，我们的解决方案也实现了工业级效率。

而且，如前所述，可以将此解决方案定义为模块化解决方案，并且可以支持一系列接口和 IO。例如，我们与 Imagen Energy 的电子元件建立了直接连接，能够以适当的方式在两个系统之间完美地交换数据。

这种协作 — Imagen 的解决方案与能量转换的功耗相关；我们的解决方案在生成能源的基础上管理所有数据 — 让我们有机会完全基于大屏幕来向最终用户提供所有信息，进而连接电流、基础设施，以及管理所有人机接口。