传统充电行业发生颠覆性变革，这项技术彻底改变电动汽车充电

撰文 | 周祉沐

→这是《环球零碳》的第128篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

摘要：针对传统充电桩的缺点，一家总部位于英国伯明翰的公司，推出SDC 技术，可解决当前电动汽车充电市场面临的问题，同时还为客户提供了更高的可靠性并降低了长期成本。这一技术引领着一场电动汽车充电行业内革命性运动，正在彻底改变电动汽车充电，进而改变交通基础设施的进程。

汽车电动化是解决化石燃料依赖和交通脱碳的主要途径，在此背景下，全球电动汽车发展迅猛，跟随电动车浪潮发展的是充电桩产业也进入了快速发展期。

尽管充电桩产业迅速发展，但相对电动车的发展，还是慢了半拍。再加上目前大多数电动车的充电时间还较长、充电桩布局不合理、商业模式盈利前景不清晰、油车占位电动桩等问题，充电桩“一桩难求”的现象还比较普遍。这严重限制了电动车的发展。

正因为有庞大的市场需求，充电桩产业成为一个资本看好和纷纷布局的市场，很多初创公司也不断探索技术突破。

传统电动汽车充电系统是基于全桥设计，是一种电压源的标准设计。为了工作，全桥充电需要复杂的定时电路，而这些电路往往会失效，会大大增加了维护成本，而且不符合未来的互联、智能经济方向，明显过时。

针对这些缺点，一家总部位于英国伯明翰、名为Petalite的公司，推出SDC 技术，可解决当前电动汽车充电市场面临的问题，同时还为客户提供了更高的可靠性并降低了长期成本。

该技术的充电系统使用的组件数量大约是当今标准机械的一半，而且它还可以独立于正在充电的电动汽车工作。Petalite公司通过利用SDC技术，引领着一场电动汽车充电行业内革命性运动，正在彻底改变电动汽车充电，进而改变交通基础设施的进程。

那么，究竟什么是SDC技术？如何实现电动车充电更可靠？《环球零碳》带你一探究竟。

01

传统电动汽车充电系统已经过时

我们熟悉的街道、超市停车场或高速公路服务区看到的公共电动汽车充电器是“电压源”标准设计。这是一种非常常见的充电技术——全桥设计（full bridge），已经存在了 20年。全球所有主要电动汽车充电制造商都使用全桥设计。

全桥拓扑结构长期以来一直用于笔记本电脑和智能手机的充电，但将其引入电动汽车领域的大功率充电，给这个需要坚固耐用的行业带来了众多精密部件的挑战。

全桥设计的复杂性增加意味着公共充电器的使用寿命很短，这就是许多充电器损坏的原因。公共充电基础设施不可靠已不是什么新闻了，现在越来越多的司机抱怨电动车的“充电焦虑”而不是里程焦虑。

为了工作，全桥充电需要复杂的定时电路，而这些电路往往会失效。

全桥系统也只能以最多10个为一组堆叠在一起（称为 "模块"）。这意味着一个全桥模块必须是大型和强大的，通常是30千瓦左右。如果一个模块出现故障，那么该模块的30千瓦功率就被浪费了。

对于客户来说，这意味着要等待工程师来更换，而且往往是客户自己承担费用，因为现在的充电系统的保修期相对较短，一般为2 至 5 年。

Petalite表示，全桥技术需要昂贵的专业组件，这使得它的维护成本很高。

全桥式是成熟的，已经被证明是可行的多层充电基础设施。但是，安装和维护的成本，以及全桥意味着电动汽车故障可能导致充电装置出错的事实，促使Petalite开发出一种替代方案。

02

SDC 技术：让电动汽车充电更可靠

SDC改变了将电力从交流电（AC）转换为电池充电所需的直流（DC）的方式，在陆地、海洋和空中均可使用。其系统超越了电动汽车充电器中常见的“全桥”技术，具有可靠程度高、使用成本低、易于扩展等特点。

SDG技术将所有充电硬件都在工厂安装在升级后的运输集装箱容器中，这使得它很容易在全球范围内运输和安装，免受极端天气的影响。Petalite充电桩也独立于电动车工作，因此如果电动车出现故障，不会损坏充电器。

标准公共收费点与SDG收费点

来源：Petalite

传统的公共充电桩是在地下挖出一根1000伏的电缆，功率转换将非隔离直流电传输到用户控制台，使得充电基础设施的运营商在总安装成本中占很大比例。此时，直流电仍未与电网电隔离。

SDC 技术将AC波形被分成独立的转换器，通过反激式充电硬件以平方正弦波形移动。在一个阶段，SDC以每秒超过 30万次的速度执行功率因数校正、整流、电流隔离和电流调节。一旦波形被整流，三个 SDC 波形在输出端合并，产生高质量的直流电源，一步结合所有安全性和功能性。

该充电系统使用的部件数量约为目前标准机械的一半，而且它还能独立于正在充电的电动汽车工作。这是因为它是一个电流源充电系统，不需要任何复杂的定时电路或控制系统来管理它们。

这种充电系统不需要功率因数修正（PFC）电路，使Petalite能够以较低的成本使系统更加可靠。Petalite承诺其寿命超过30万小时，比目前领先的电动汽车充电系统长三倍。这是通过去除寿命最短的部件和使用单一的低侧驱动MOSFET半导体实现的。

与标准公共充电器相比，SDC能够做到对行程高度敏感。且SDC可以匹配陆地，海上或空中任何电动汽车快速充电所需的功率，并具有无限扩展和升级的能力。由于没有复杂的计时电路或控制系统，可以将无限数量的电源柜堆叠在一起，能支持所有未来的需求。

维修和维护充电基础设施是Petalite的重点。Petalite负责所有充电器硬件、软件、持续维护和安装成本（基于现场调查）。并且将保证高度可靠的充电基础设施，以满足业务需求。为客户提供支持，帮助他们最大限度地提高投资回报潜力。

03

Petalite的充电桩重点部分

1/

智能电表精度

每个Petalite充电器都使用MID批准的电力智能电表进行精确的能量传输测量，该测量可用于根据测量仪器指令计费。

来源：Petalite

2/

交流和直流充电柱

Petalite的直流充电柱仅包含与电动汽车通信所需的基本电子设备和硬件以及用户界面。不同于快速公共充电器将其昂贵而敏感的硬件和电子设备存放在用户控制台本身中，容易受到损坏，且维修成本高。

3/

SDC 容器

SDC容器包含为电动汽车充电所需的所有基本技术和硬件，以及后端通信，安全功能和环境传感器。

所有硬件出厂时都安装在容器中，随时可以部署和安装。且集装箱用于承受恶劣的气候和极端温度，方便海、路、空运输。同时，与其他领先的充电器制造商相比，可以实现快速安装，减少财力、物力、人力的浪费。

4/

交流壁挂箱

交流壁挂式用户控制台旨在最大限度地减少安装时间，每次安装只需几分钟。所有敏感的电子设备可轻松夹在壁挂式板上。通过这种方式，即使在最恶劣的天气条件下也可以进行安装，而不必担心电子设备，并最大限度地减少人为错误。 

来源：Petalite

04

全球电动汽车充电桩发展态势良好

目前，Petalite已与Custom Interconnect Limited（CIL）、Tech Nation、伯明翰企业技能和就业能力网络（BSEEN）、Innovate UK、Climate KIC等多家公司达成了长期合作关系，加速推进SDC技术进入全球市场。

Petalite的创新充电系统不仅是为电动汽车设计的。Petalite与英国技术承包商Vanti合作，将把三相SDC充电引入垂直起降车辆（eVTOLs），以支持未来高密度城市环境的飞行目标。

全球充电桩市场也有望迎来爆发。国际能源署（IEA）最新发布的《Global EV Outlook 2021》报告，对2025年和2030年全球充电桩规模作出了预测：基于各国最新政策及可持续发展方案两种情形，到2025年，全球充电桩预计保有量将分别达到4580/6500万个；到2030年，全球充电桩预计保有量将分别达到12090/21520万个。

以特斯拉为例，截至2022年一季度末，全球范围内，特斯拉已投入使用超过32000个超级充电桩，光中国大陆地区就落成超过1100座超级充电站、超过8500个超级充电桩、超过700座目的地充电站、超过1800个目的地充电桩。

图说：2020-2030年全球电动汽车充电桩行业市场规模预测

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参考资料：

[1] https://petalite.co.uk/

[2]春城e路行 干货！2021年中国电动汽车充电桩行业龙头企业分析——特来电：充电桩品牌TOP1

[3]前瞻网 2021年全球电动汽车充电桩行业市场现状及发展前景分析 未来充电桩保有量有望突破千万

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