编者注如今是电池时代。手机、笔记本电脑、电动汽车等几乎无处不在使用电池。“电池完全解析”栏目旨在以通俗易懂的方式,向希望了解电池的普通读者、学生,以及关注电池产业和相关企业的投资者介绍电池基础知识、产业生态、企业信息、行业趋势与前景。每周六与您见面。
[电池完全征服](38)电动车也能像USB一样?…特斯拉能统一复杂充电标准吗 View original image

4月29日,韩国公平交易委员会批准了LG Uplus与Kakao Mobility申请成立电动汽车充电站运营商(Charge Point Operator,CPO)合资公司的企业合并案。


韩国公平交易委员会认为,即使两家公司成立合资企业,也不太可能限制市场竞争;相反,两家公司联手有望促进电动汽车市场中创新服务的竞争。


电动汽车充电市场尚处于起步阶段,尚未出现明确的龙头企业。随着大企业相继进入市场,抢占先机的竞争也日趋激烈。特斯拉、现代汽车等整车制造商也在直接提供充电服务。


电动汽车充电企业数量众多,但消费者的不满却迟迟未能消除。由于单次充电后的续航里程尚不充足,电动汽车需要比燃油车加油站更密集的充电站。不同电动汽车采用不同的充电方式和标准,也是加剧混乱的因素之一。


GS、SK、LG、乐天……大企业相继进军充电市场

电动汽车充电设备按充电速度可分为慢充、快充和超快充。


慢充设备利用电动汽车内置的车载充电器(On-Board Charger,OBC)。该方式从外部电源接收交流电,经慢充设备输送至车内OBC,由OBC将交流电转换为直流电后为电池充电。其供电功率为3至7千瓦,充满电约需8小时。

图片由韩国科学技术信息研究院提供

图片由韩国科学技术信息研究院提供

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快充方式不依赖OBC,而是在车外安装的快充设备中将交流电转换为直流电,直接为电池充电。快充功率为50至200千瓦,约需30至60分钟;超快充功率为300至350千瓦,约需20分钟。


慢充设备主要安装于住宅、社区公寓等居住设施;快充设备则安装于高速公路服务区、公共机构等外部场所。电费方面,慢充每100公里约为1100韩元,快充约为2700韩元。

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电动汽车充电设备还可按安装类型分为立柱式、壁挂式和移动式。最常见的立柱式是指充电设备独立安装;壁挂式则是以面板形式固定在墙面上;移动式充电器可由车主随身携带,随时插入插座使用。

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据环境部统计,截至2023年12月底,韩国国内已投放充电设备共30.5309万台。其中,慢充设备27.0923万台,占总数的88.7%;快充设备3.4386万台,占11.3%。充电设备数量从2019年的4.4792万台增至2023年超过30万台,增长6.8倍。


不过,消费者仍在反映充电基础设施不足。政府目标是将电动汽车充电设备扩大至2025年的59万台、2027年的85万台,并在2030年达到123万台。

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韩国国内充电设备市场可分为充电设备制造商和充电站运营商(Charge Point Operator,CPO)。通常由制造商向CPO供应充电设备,但在某些情况下,制造商也会直接安装和运营。


充电站市场过去主要由中小企业主导,但随着电动汽车市场迅速扩张,大企业近几年接连进入该市场,主要采取并购现有企业的方式。新进入者中,石油炼化企业和信息通信相关企业占比较多。


韩国规模最大的电动汽车充电企业是GS集团。GS集团通过GS ChargeV和GS Caltex运营充电站。


GS Energy于2022年7月推出电动汽车充电品牌GS Connect,随后收购ChargeV以扩大规模。ChargeV是韩国首家提供电动汽车充电服务的民营企业。ChargeV于2024年1月合并GS Connect,成为GS ChargeV。GS ChargeV称,截至2024年1月,其在全国运营4.5万台充电设备,市场份额达20%;政府掌握的2023年7月数据则显示,其市场份额为16.6%。


SK集团通过SK Electlink、SK Energy、SK Signet等子公司开展电动汽车充电业务。SK Signet原为2016年从Signet Systems进行人力分拆后成立的Signet EV,并于2017年在韩国场外交易市场上市。2021年,SK收购Signet 52.1%的股份,将其纳入SK集团。该公司自2011年起,作为韩国首家获得日本CHAdeMO认证的企业,向现代汽车、起亚、宝马、福特、日产、大众等供应充电设备。其海外营收占比高于韩国国内,2022年为82%。


SK Electlink是SK Networks收购的快充服务企业SS Charger更名而来。此外,SK E&S还于2022年收购美国电动汽车充电企业EverCharge。此前由SK Broadband运营的电动汽车充电品牌“Home & Service”已于2024年3月转让给ChargeV。

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LG集团通过LG电子和LG Uplus开展电动汽车充电业务。LG电子于2022年与GS共同收购AppleMango,正式进入电动汽车充电市场,双方持股比例分别为60%和40%。AppleMango于2023年5月更名为HiEV Charger。


LG Uplus也于2023年初新设“电动汽车充电事业部”专门组织,并推出电动汽车充电服务VoltUP,进军电动汽车充电业务。该公司收购LG HelloVision的电动汽车充电服务“Hello Plug-in”,实现服务一体化,并通过与Kakao Mobility成立合资公司积极扩大业务。


乐天集团于2022年通过乐天信息通信收购EVSIS(原Jungang Control)进入电动汽车充电市场。EVSIS成立于1987年,是韩国首家专业充电设备制造商,与SK Signet、CHAEVI(原Daeyoung Chaevi)并列为韩国电动汽车充电设备制造“三巨头”。


此外,Power Cube、Everon、Starcoff、Humax EV、Easy Charger、PlugLink、CHAEVI等中坚及中小企业也与大企业竞争,运营充电站业务。


韩国国内充电运营商已突破500家……2030年市场规模将达29万亿韩元

截至2023年底,韩国登记注册的电动汽车充电运营商已增至507家。据韩国智能电网协会统计,按净增数量计算,电动汽车充电运营商从2018年的1家迅速增至2019年的110家、2020年的180家、2021年的272家和2022年的392家。仅2022年至2023年两年间,便增加了235家。

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企业之所以如此积极布局,是因为充电站市场被视为能下金蛋的鹅。充电设备安装成本因慢充或快充而差异巨大,据悉快充设备每台安装成本高达4000万至1亿韩元。


韩国二次电池市场调研机构SNE Research预计,韩国电动汽车充电基础设施市场将从2022年的2.1万亿韩元,以年均36%的速度增长,到2030年达到29.3万亿韩元,按慢充120万台、快充200万台计算。


全球电动汽车充电设备数量也预计将大幅增加。根据国际能源署2024年4月发布的《2024全球电动汽车展望》报告,截至2023年,全球公共电动汽车充电设备为400万台,其中慢充300万台、快充100万台。

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该数字预计到2030年将增至1500万台,增长275%;到2035年将扩大至2300万台,其中慢充1400万台、快充900万台,约为2023年的6倍。


全球市场调研机构Precedence Research预计,全球电动汽车充电基础设施市场规模将从今年的459.1亿美元(约62万亿韩元)以23.13%的年均增速扩大,到2033年达到2744.9亿美元(约373万亿韩元)。


不同车型、不同国家……充电标准各不相同

电动汽车车主面临的不便之一,是不同车型的充电标准各异。燃油车仅需区分柴油和汽油,任何加油站都可加油;而电动汽车若标准不同,便无法直接充电。虽然可使用适配器,但会产生额外成本,也较为不便。


电动汽车充电接口标准包括交流单相(5针)、交流三相(7针)、CHAdeMO、直流组合充电系统1型和2型、GB/T、北美充电标准(North American Charging Standard,NACS)等。


交流单相由5个针脚构成,是韩国、美国、日本等地使用的慢充标准,利用交流电以7千瓦级别(220伏/32安)的功率充电。交流三相由支持三相交流电的7个针脚构成,在欧洲应用较多。

来源:韩国汽车研究院

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直流组合充电系统属于快充标准,分为CCS1和CCS2。“组合”之名源于其同时支持直流电和交流电,一个充电口即可进行慢充和快充。CCS是“组合充电系统”的缩写。


CCS1的结构是在5针交流单相接口上连接直流连接针脚,主要用于美国和韩国;CCS2则是在7针交流三相接口上连接直流连接针脚,欧洲应用较多。

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CHAdeMO是东京电力于2010年开发、以日本为中心的快充标准。近年来其市场份额呈下降趋势,受到直流组合充电系统的挤压。中国采用自主充电标准GB/T。日本和中国还在共同开发新一代快充标准Chaoji,目标是实现500千瓦以上的高输出功率,并确保与CHAdeMO、GB/T及直流组合充电系统兼容。


韩国曾按制造商混用CHAdeMO、CCS1和交流单相标准,但国家技术标准院于2017年12月将标准统一为CCS1。主要背景是韩国汽车企业的主要出口市场美国和加拿大均采用CCS1。


NACS通常被译为“北美充电标准”,但实际上是特斯拉于2012年为其电动汽车开发的专用充电技术。特斯拉于2022年11月开放该技术,使竞争对手的电动汽车也可使用,并将其命名为NACS。


主流观点认为,特斯拉开放自有技术,既是为扩大充电市场份额,也是为争取美国政府补贴。美国政府计划自2022年起在5年内提供75亿美元支持,以扩大电动汽车充电站。原本补贴主要面向直流组合充电标准,但规定只要特斯拉开放充电设备,也可获得补贴。


直流组合充电系统在车辆端将快充和慢充分开,而NACS则共用快充和慢充线路。与CCS1、CCS2相比,NACS体积更小、充电方式更简便。支持NACS的特斯拉充电设备,即超级充电站,按版本不同最高可提供150至250千瓦的充电功率。


得益于特斯拉的积极扩张,超级充电站数量快速增长。超级充电站于2018年6月突破1万台,此后每年约增加1万台,到2023年9月突破5万台。其占美国充电设备约60%,占比极高。2022年10月和11月,欧洲和中国的安装数量也分别突破1万台。


特斯拉宣布开放NACS后,福特于2023年5月宣布将采用NACS,通用汽车随后也作出相同决定。尽管是竞争对手,企业仍期待通过使用超级充电站来扩大自身电动汽车销量。


最终,国际汽车工程师学会于2023年6月宣布NACS标准化计划;同年12月,NACS与CCS1一同被认定为美国充电标准。


特斯拉不同于苹果……充电标准能否一统天下

每当新技术出现,企业往往会展开标准之战。视频格式领域中,VHS与BetaMax两种标准的竞争至今仍常被提及。围绕汽车充电标准的竞争仍在持续,尚未分出胜负。


在电动汽车充电标准之争中,特斯拉经常被拿来与苹果比较。苹果自2012年推出iPhone 5起,一直采用自有充电标准Lightning。但由于与其他IT设备兼容性较差的批评持续不断,苹果最终从iPhone 15起与安卓手机一样采用USB-C接口。


特斯拉似乎以苹果为鉴。开放NACS后,其正在美国电动汽车市场挤压CCS1。截至2024年5月,宣布采用NACS的汽车制造商包括通用汽车、福特、丰田、Rivian、沃尔沃、Polestar、日产、梅赛德斯-奔驰、捷豹路虎、Fisker、Stellantis、现代汽车、大众、宝马等,已覆盖绝大多数车企。

安装在韩国的特斯拉超级充电站。照片来源=特斯拉提供

安装在韩国的特斯拉超级充电站。照片来源=特斯拉提供

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这些企业计划从2025年前后推出的电动汽车起采用NACS标准。在此之前,可通过名为Magic Dock的适配器使用超级充电站。特斯拉曾于2023年11月宣布,也将在韩国市场支持Magic Dock。


在北美充电市场,NACS占据优势,同时呈现与CCS1共存的格局。传统整车制造商虽宣布将支持NACS,但这并不意味着向特斯拉完全让步。


现代汽车、宝马、通用汽车、本田、起亚、梅赛德斯-奔驰和Stellantis等7家公司于2023年7月宣布,为在北美全境建设充电网络而组建“充电联盟”,并成立合资公司。合资公司IONNA于2024年2月正式成立。


IONNA计划在北美全境安装超过3万台电动汽车充电设备,并同时支持NACS和CCS1。这一战略可被解读为在现实中接纳NACS的同时,继续巩固CCS1的地位。



美国以外地区的情况也并不简单。欧洲仍坚持CCS2标准;中国则强制要求在本国销售的电动汽车一律采用自主充电标准GB/T。韩国最初遵循北美标准,将电动汽车充电标准定为CCS1,未来其困境预计将进一步加深。考虑到既有基础设施的沉没成本等因素,韩国恐难以轻易更换标准。

<参考文献>
国家技术标准院,《为统一电动汽车快充方式而修订韩国工业标准的公告》,2017.12.21
韩国汽车研究院,《电动汽车快充标准化趋势与启示》,2023.3.27
Kiwoom证券研究中心,《电动汽车充电基础设施》,2023.4.3
东亚日报,《抢占电动汽车充电6万亿韩元市场,LG、GS、SK、乐天激烈竞争》,2023.11.6
Tesla,《开放北美充电标准》,2022.11.11
大韩经济,《“高速增长”的电动汽车充电基础设施:快充基础设施活化方案》,2023.2.21
Electrive,《特斯拉NACS将成为北美官方充电标准》,2023.12.20
国际汽车工程师学会,《国际汽车工程师学会将对特斯拉NACS充电连接器进行标准化》,2023.6.27
电子新闻,《特斯拉NACS成为北美充电标准,韩国未来走向何方》,2023.9.13
Hyundai,《高功率电动汽车充电网络IONNA在北美开始运营》,2024.2.10
公平交易委员会,《批准LG Uplus及Kakao Mobility成立公司》,2024.4.29
国际能源署,《2024全球电动汽车展望》,2024.4
The Verge,《美国电动汽车充电相关新闻汇总》,2024.5.22


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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