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汽車行業(yè)在從燃油車向電動車轉型的道路上正面臨重重挑戰(zhàn)。消費者的購買意愿有所減弱，高昂的電池更換費用以及公共充電基礎設施的不健全等等，這些顧慮讓消費者望而卻步。因此，汽車行業(yè)必須克服這些挑戰(zhàn)，才能推動交通出行領域的低碳化轉型，進而為整個經濟社會帶來裨益。
加速電動出行時代的到來
充電基礎設施的不足正制約著消費者對電動汽車的接納程度，駕駛員們需要一個既可靠、又快速且便捷的充電網絡——尤其是在2030年汽車數量預計將達到2.5億輛的情況下。否則，電動出行時代的到來將步履維艱。在地域遼闊的國家，充電基礎設施的配套問題尤為關鍵，特別是對于長途貨運及其他依賴汽車的商業(yè)企業(yè)和行業(yè)來說更是如此。因此，在電動交通出行真正普及之前，亟需解決一些關鍵的技術難題。
實現電動汽車充電標準的統(tǒng)一和互聯互通
標準化對于保障電動汽車充電的便捷性、可靠性及用戶友好度而言至關重要。近年來，業(yè)界在統(tǒng)一充電標準方面已經取得了進展。例如在北美地區(qū)，汽車制造商已達成共識，決定從2025年起采用支持北美充電標準（NACS）的SAE J3400連接器，此舉將有效解決各車型間的兼容難題。不過，考慮到當前道路上行駛的大多數電動汽車仍在使用CCS1連接器，相關制造商正積極提供適配器以應對這一狀況。與此同時，ChargePoint、Electrify America和EVgo等主要充電網絡運營商也正在著手將NACS連接器引入其基礎設施中。
雖然已經引入了一些國際標準化協(xié)議來緩解問題，但互操作性的挑戰(zhàn)依然存在。例如，開放充電協(xié)議（OCPP）能夠實現電動汽車與電網間充電數據和信息的交換；開放充電接口協(xié)議（OCPI）則支持電動出行服務提供商與充電樁運營商的連接；而ISO 15118標準則定義了電動汽車與充電站之間的通信規(guī)范，使得即插即充成為可能，并支持車輛到電網（V2G）的功能。這些舉措有力地提升了充電的可靠性，并減少了錯誤的發(fā)生。然而，重型車輛在建立全球統(tǒng)一治理規(guī)則方面尚顯滯后，鑒于其是重要的排放來源，這一問題亟需得到妥善解決。
電池技術進步
為了加速電動汽車的普及，電池技術的進步顯得尤為關鍵。降低成本、加快充電速度、延長續(xù)航里程以及探索更加可持續(xù)的解決方案，這些都是不可或缺的要素。當前，相關研發(fā)工作正在緊鑼密鼓地推進，開發(fā)人員正致力于評估不同的電池化學成分與形態(tài)設計，力求在降低成本的同時，大幅提升電池的功率與密度。
快速充電需要更輕、更快、更強大的固態(tài)電池。賓夕法尼亞州立大學的研究人員已成功研發(fā)出一種采用鎳箔的新穎設計，該設計能在短短10分鐘內為汽車電池完成充電。如今，這些突破性成果正逐步邁向商業(yè)化應用階段。
隨著未來十年的發(fā)展，人們將逐漸摒棄集中式充電的模式。為緩解現有能源基礎設施的壓力，支持車輛到電網（V2G）雙向交互功能的電池將發(fā)揮關鍵作用。這就需要采用雙向充電器，在夜間用電低谷時從電網汲取電能為汽車充電，而在用電高峰時則將多余的電力回售給電網。這種從依賴發(fā)電能力到注重能源存儲的轉變，將有效解決諸多難題。
將可再生能源納入能源組合
可再生能源是支撐電動出行產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著電動汽車的日益普及，電網將面臨更大的壓力。而且，如果發(fā)電依然依賴化石燃料，那么電動出行所帶來的環(huán)境效益將會被隨之而來的碳排放所抵消。因此，可再生能源對于平衡發(fā)電和用電負荷、確保達成可持續(xù)發(fā)展目標具有關鍵作用。將太陽能、風能等可再生能源納入能源體系，不僅能減少碳排放，還能促進能源生產的分散化，并有助于電網的穩(wěn)定運行。
測試的必要性
為避免潛在風險，廣泛的測試環(huán)節(jié)至關重要。數字孿生技術將日益廣泛地應用于加速產品的設計與開發(fā)周期中。先進的電源設備可以根據行業(yè)標準和一致性參數指標進行編程，以仿真不同的被測對象，如電動汽車或供電設備，從而確保產品能夠實現互操作并符合相關標準。在電池測試方面，數字孿生技術能夠模擬電池在各種情境下的性能表現，以確保其不會出現故障或過熱現象。
采用這種方法，可以嚴謹地評估技術進步，并加速設計進程。而且，由于減少了對實際物理原型的需求，成本效益也顯著提高。若電動汽車行業(yè)期望提升市場滲透率，就必須針對實際使用場景、駕駛者類型以及多變的氣候條件進行全面測試。
盡管通往電動出行的道路仍將充滿挑戰(zhàn)，但持續(xù)的創(chuàng)新是克服諸多障礙的關鍵所在。電氣化轉型將為人類打造一個更加清潔、健康且經濟實惠的未來，而這些技術上的突破正是推動這一轉型的關鍵所在。
作者：是德科技首席營銷官 Marie Hattar
