編者薦語：

矩陣充電是一種全新的傳導(dǎo)連接充電方式，之前也寫過很多的充電方式，但是矩陣充電的方式個人比較推崇，比無線充電效率高，比傳統(tǒng)傳導(dǎo)充電方式更便利，作為私人或者目的地充電非常合適，也適合未來無人駕駛充電

過去的2020年，盡管新能源汽車補貼大幅退坡，但中國電動汽車市場在經(jīng)歷短暫的調(diào)整期之后重新進入增長軌道；同時，新冠肺炎疫情的爆發(fā)，加速了歐洲能源轉(zhuǎn)型的進程，歐盟各國紛紛制定或更新了禁售燃油車的時間表，全球主要汽車制造商在向電動化轉(zhuǎn)型方面達成了共識。

當前，電動汽車在乘用車總體銷量中的滲透率尚不足5%。人們之所以在購買電動汽車時仍心存疑慮，是因為與競品燃油車相比，電動車仍然存在諸多難以滿足用戶需求的劣勢，例如價格高、續(xù)駛里程短、充電時間長、充電便利性差等。

隨著占據(jù)整車成本比例最大的部件—動力電池—成本的下降，電動汽車預(yù)計將在2022-2023年前后實現(xiàn)與同級別燃油車的平價?？紤]到用電成本低于汽油、柴油等燃料，電動汽車在全生命周期的總使用成本將會顯著低于燃油車。

當前，動力電池能量密度仍在不斷提升，搭載更大容量電池的電動車型也在不斷增多。進入2020年，主流電動車企的旗艦車型，已普遍實現(xiàn)了500公里以上續(xù)航里程——當然，是否所有的電動汽車都真的需要這么長的續(xù)航能力，則另當別論。

在以上背景下，充電便利性和充電體驗，正在成為制約普通消費者購買電動汽車的最重要因素之一，需要被重新定義。

未來的智能電動汽車，究竟需要什么樣的充電解決方案？

自動駕駛能力，正成為驗證新一代汽車智能化成色的依據(jù)之一。當前市面上的部分智能電動車型，已經(jīng)具備利用攝像頭繪制停車場地圖、記憶和識別停車環(huán)境，并在特定條件下進行無人自動泊車的能力。特斯拉汽車甚至已具備了響應(yīng)車主呼喚、自動從停車場前往車主所在位置的功能。

這些技術(shù)和能力將在未來幾年內(nèi)得到進一步增強。試想，如果在停車場中的汽車，能夠根據(jù)每輛車的剩余電量、預(yù)計停留時間等信息，自動排隊，一輛接一輛地連接充電裝置，整個過程無需人類的參與即可充滿電，并在車主需要用車時自動前往接駁區(qū)——這將會為我們的生活帶來多大的便利，并在停車場空間、動力電池容量和電網(wǎng)配電功率等方面提升多少效率、節(jié)省多少資源？

這樣的場景距離我們并不遙遠。

在自動充電的場景中，當前傳統(tǒng)的插拔式充電槍，顯然無法滿足需求。要從充電行為中去除人類的參與，在自動駕駛（自動泊車）功能的幫助下，可能的方案包括無線充電、機械臂充電，以及本文的主角——矩陣充電®。

一、為什么說自動充電是未來趨勢？

在未來的智能電動車時代，人們對汽車的補能習(xí)慣將與現(xiàn)今的加油習(xí)慣有所不同。

盡管人們一直在追求“與加油體驗相當?shù)某潆婓w驗”，但電池對能量的存儲方式，以及其本身的能量密度極限，決定了充電的速度很難達到液態(tài)燃料加注的速度。


然而，充電也有著加油無法比擬的優(yōu)勢，那就是電力供應(yīng)的普遍存在性——與任何其他家用電器一樣，電動汽車只是一部能夠移動的大型智能機器，因此理論上講，我們可以在任何能夠接入電源的場所為其充電。

因此，為電動汽車充電的行為，將逐漸變得類似于為手機充電，即停即充，每次充電的時間因停留的場景而長短不一，無需像加注燃油車一樣將油箱加滿。事實上，這樣的充電習(xí)慣，也更利于動力電池循環(huán)壽命的保持，對電池健康更有益。

在改變了對充電行為的理解和預(yù)期之后，電動汽車充電的時間和機會一下子多了起來——據(jù)Statista統(tǒng)計，歐洲私家車平均每行駛900公里發(fā)生64次停車（每次行程平均14公里）。因此理論上看，這64次停車過程中的時間，均是可以用來充電的潛在時機。

既然充電的潛在時間如此充足，如果我們能夠建立起覆蓋廣泛的充電設(shè)施，那么即使續(xù)駛里程僅有200公里的電動汽車，也足夠日常城市行駛使用。而更短的續(xù)駛里程，意味著更小容量的電池、更低的購車成本、更低的平均行駛能耗和更環(huán)保的生活方式。

要建立這樣的充電設(shè)施，實現(xiàn)自動充電技術(shù)是必要的前提，原因包括：

1.自動駕駛及自動泊車等技術(shù)的實現(xiàn)，需要自動充電技術(shù)的配合；

2.為提升用戶體驗，需要通過汽車的自動充電，解決充電槍和線束過于沉重（對婦女、兒童和體力有限人群不友好）、不衛(wèi)生、惡劣天氣下使用不便等問題；

3.通過自動充電技術(shù)，可優(yōu)化電動車與電網(wǎng)的連接時間，依照需求調(diào)整充電功率，并實現(xiàn)V2G功能，起到“削峰填谷”的作用；

4.充電的便利與“無感”，會提高用戶感知上的續(xù)駛里程，從而適當降低電動汽車電池的尺寸；

二、為什么選擇矩陣充電®？

當前可用的充電技術(shù)，主要分為傳導(dǎo)式充電和感應(yīng)式充電兩種。其中，感應(yīng)式充電已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)眾所周知的技術(shù)。但是，鑒于感應(yīng)式充電可實現(xiàn)的充電功率及傳導(dǎo)效率有限，以及高昂的成本，我們堅信傳導(dǎo)式充電才是大規(guī)模推廣自動充電的正確方向。

在傳導(dǎo)式充電當中，矩陣充電®是最利于實現(xiàn)“即停即充”的技術(shù)。與傳統(tǒng)插拔式充電樁相比，矩陣充電®的特點和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：

充電裝置位置：矩陣充電®技術(shù)的充電連接位置位于車輛下方，因此不會占用車輛本身停放位置以外的空間，坪效更高；且除了立體式停車場之外，停車位所在的地面是各種類型停車位均包含的位置特征，因此最大限度地確保了矩陣充電®的通用性。

充電器活動部件的集成方式：矩陣充電®改變了傳統(tǒng)充電樁將活動部件布置在車輛外部（停車位或充電樁內(nèi)）的做法，將伸縮性充電連接裝置集成在車輛內(nèi)部。這樣做的好處是，能夠最大化地保障車位上充電板的簡易結(jié)構(gòu)和牢固性。

充電接觸面形式：矩陣充電®選擇了平面接觸，這與充電槍的插口連接相比，從根本上解除了需要借助人工操作的屬性——盡管，特斯拉已被報道正在測試機械臂式充電設(shè)施，大眾集團也曾展示過自動充電機器人的宣傳視頻，但考慮到充電裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、成本、維護便利性等多方面元素，矩陣充電®在工業(yè)級量產(chǎn)可行性層面上優(yōu)勢明顯。

與無線充電和機械臂充電等同樣具有實現(xiàn)自動充電潛質(zhì)的前沿技術(shù)相比，矩陣充電®具有顯著的低成本、免維護、充電效率高、節(jié)省空間等方面的優(yōu)勢，因此更適合于規(guī)?；茝V。


當我們在用戶、主機廠和基建提供商三個利益相關(guān)方對電動汽車充電裝置的訴求當中尋找重合點，我們會發(fā)現(xiàn)，低成本、高效率、可規(guī)?；?、安裝便捷等因素，是最符合三方共同利益的核心元素——而這些正是矩陣充電®本身固有的優(yōu)點。

綜上，矩陣充電®技術(shù)具備了在現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)施、充電技術(shù)、整車平臺等各方條件下，以低成本進行大規(guī)模部署的潛力，且能夠完美匹配自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、V2G等技術(shù)成熟后的自動充電場景。


三、矩陣充電®技術(shù)特征

矩陣充電®設(shè)備主要由兩個硬件模塊組成：車載連接系統(tǒng)和矩陣充電®板。其機械結(jié)構(gòu)簡單，有利于成本控制和保障較強的魯棒性。以下分別從兩個模塊介紹其主要特征：

矩陣充電®車載連接觸手

矩陣充電®的所有車輛端元件，均針對大規(guī)模量產(chǎn)車型需求設(shè)計，具有輕量化、機械構(gòu)造簡單且低成本等特征，且這些單元的形狀可作調(diào)整（例如扁平設(shè)計、最小面積設(shè)計、雙盒設(shè)計等）從而有利于節(jié)省集成空間。



矩陣充電®系統(tǒng)的連接動作，是由車載單元向下伸至地面上的充電板來完成的。這樣的單一方向運動，是基于最基本的機械結(jié)構(gòu)，從而確保了設(shè)備在整車全生命周期的可靠性。

此外，矩陣充電®的車載連接觸手，目前可支持12V電源供電和CAN連接；其支持的最高充電功率可達交流22kW,直流50kW（未來可擴展至200kW以上），且在50kW直流充電的配置下，系統(tǒng)凈重小于5kg，非常利于電動汽車輕量化的實現(xiàn)。

矩陣充電®板

安裝于地面的矩陣充電®板，本身無活動部件，具有堅固、安裝簡易、零維護、可定制等特征，可抗?jié)駳?、水、灰塵、石子以及腐蝕等，且可靈活支持交流慢充和直流快充。

標準的矩陣充電®板尺寸為500mm*580mm，由于充電動作僅需連接矩陣充電®板上的7個觸釘，因此標準充電板的停車偏差容錯范圍可達225mm*390mm，可確保人為停車時的簡易程度。而在自動駕駛停車模式下，隨著停車偏差容錯范圍的縮小，矩陣充電®板的面積可大幅度縮小，從而進一步降低制造和安裝成本。



矩陣充電®板的另外一項重要設(shè)計，是其自我清潔功能。

當惡劣天氣、氣候或人為因素造成矩陣充電®板上覆有水、泥土、沙子、灰塵、樹葉或其他雜物時，車載充電連接器帶有的一套吹氣系統(tǒng)，以及其扭轉(zhuǎn)切力運動系統(tǒng)，可對矩陣充電®板表面進行清潔，確保充電板上的雜物在充電器連接之前被清理干凈，并利用吹氣系統(tǒng)使連接部分保持干燥。

在安全性方面，矩陣充電®滿足最高的電氣安全標準，擁有比傳統(tǒng)家用電源插座更高的安全級別。充電板上的觸釘只有被矩陣充電®連接觸手的接觸面覆蓋時，才會被激活。充電元件不會暴露在外界環(huán)境中，且所有未激活的導(dǎo)體元件均默認接地。此外，充電板與連接器之間的不間斷通信，能夠全程監(jiān)控充電程序及觸釘?shù)募せ顮顟B(tài)。

四、開發(fā)進展及Easelink公司概況

經(jīng)過4年開發(fā)，矩陣充電®技術(shù)已完成了初期原型制作、概念階段、深度開發(fā)及驗證階段，并在法蘭克福國際車展，北京國際車展，慕尼黑emove360°等重要國際展會及活動上，通過與不同主機廠、政企組織、技術(shù)合作伙伴等完成過多輪驗證和展示。目前，針對矩陣充電®技術(shù)的多個真實環(huán)境示范運行項目已持續(xù)進行超過2年，與歐洲主機廠針對量產(chǎn)的聯(lián)合開發(fā)也正在進行中。

真實環(huán)境下的示范項目

1）矩陣充電®的開發(fā)公司Easelink于2018年9月起同奧地利能源公司EnergieSteiermark公司合作，在其公司車隊的e-Golf上集成了矩陣充電®連接觸手，并分別在地下停車場及室外停車場安裝了矩陣充電®板。在過去的2年多時間里，該車輛在兩塊充電板分別進行了大量實際充電測試。通過該項目，矩陣充電®在室內(nèi)及室外環(huán)境下的高可靠性得到了很好的驗證。



2）此外，Easelink于2020年5月同奧地利共享車輛品牌Tim聯(lián)合進行了矩陣充電®板平齊地面安裝方式的室外真實場景示范項目。在過去的半年多時間里，矩陣充電®技術(shù)在真實環(huán)境下的穩(wěn)定性及抵抗惡略氣候的能力獲得了合作公司的高度贊賞。


此外，Easelink公司正在與格拉茨市機場及維也納出租公司共同籌備更大規(guī)模的示范項目，具體細節(jié)將會在后期進行相關(guān)介紹。



與主機廠針對量產(chǎn)應(yīng)用的合作

目前Easelink公司在歐洲正與某領(lǐng)先主機廠進行針對量產(chǎn)的聯(lián)合開發(fā)項目。針對中國市場，Easelink公司已與國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心(國創(chuàng)中心)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，國創(chuàng)中心將同Easelink聯(lián)手將矩陣充電®技術(shù)推廣為中國市場的領(lǐng)導(dǎo)充電技術(shù)。目前雙方正在籌備針對中國主機廠的量產(chǎn)應(yīng)用開發(fā)項目。