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

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當(dāng)前，電動(dòng)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(dòng)汽車時(shí)仍心存疑慮，是因?yàn)榕c競品燃油車相比，電動(dòng)車仍然存在諸多難以滿足用戶需求的劣勢，例如價(jià)格高、續(xù)駛里程短、充電時(shí)間長、充電便利性差等。

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隨著占據(jù)整車成本比例最大的部件—?jiǎng)恿﹄姵亍杀镜南陆?，電?dòng)汽車預(yù)計(jì)將在2022-2023年前后實(shí)現(xiàn)與同級別燃油車的平價(jià)?？紤]到用電成本低于汽油、柴油等燃料，電動(dòng)汽車在全生命周期的總使用成本將會(huì)顯著低于燃油車。

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當(dāng)前，動(dòng)力電池能量密度仍在不斷提升，搭載更大容量電池的電動(dòng)車型也在不斷增多。進(jìn)入2020年，主流電動(dòng)車企的旗艦車型，已普遍實(shí)現(xiàn)了500公里以上續(xù)航里程——當(dāng)然，是否所有的電動(dòng)汽車都真的需要這么長的續(xù)航能力，則另當(dāng)別論。

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

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未來的智能電動(dòng)汽車，究竟需要什么樣的充電解決方案？

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自動(dòng)駕駛能力，正成為驗(yàn)證新一代汽車智能化成色的依據(jù)之一。當(dāng)前市面上的部分智能電動(dòng)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(jìn)行無人自動(dòng)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(dòng)從停車場前往車主所在位置的功能。

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這些技術(shù)和能力將在未來幾年內(nèi)得到進(jìn)一步增強(qiáng)。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(jì)停留時(shí)間等信息，自動(dòng)排隊(duì)，一輛接一輛地連接充電裝置，整個(gè)過程無需人類的參與即可充滿電，并在車主需要用車時(shí)自動(dòng)前往接駁區(qū)——這將會(huì)為我們的生活帶來多大的便利，并在停車場空間、動(dòng)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？

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這樣的場景距離我們并不遙遠(yuǎn)。

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在自動(dòng)充電的場景中，當(dāng)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(dòng)駕駛（自動(dòng)泊車）功能的幫助下，可能的方案包括無線充電、機(jī)械臂充電，以及本文的主角——矩陣充電?。

一、為什么說自動(dòng)充電是未來趨勢？

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

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盡管人們一直在追求“與加油體驗(yàn)相當(dāng)?shù)某潆婓w驗(yàn)”，但電池對能量的存儲(chǔ)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(dá)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(dòng)汽車只是一部能夠移動(dòng)的大型智能機(jī)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。

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因此，為電動(dòng)汽車充電的行為，將逐漸變得類似于為手機(jī)充電，即停即充，每次充電的時(shí)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(shí)上，這樣的充電習(xí)慣，也更利于動(dòng)力電池循環(huán)壽命的保持，對電池健康更有益。

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在改變了對充電行為的理解和預(yù)期之后，電動(dòng)汽車充電的時(shí)間和機(jī)會(huì)一下子多了起來——據(jù)Statista統(tǒng)計(jì)，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(shí)間，均是可以用來充電的潛在時(shí)機(jī)。

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既然充電的潛在時(shí)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(dòng)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。

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

1.自動(dòng)駕駛及自動(dòng)泊車等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要自動(dòng)充電技術(shù)的配合；

2.為提升用戶體驗(yàn)，需要通過汽車的自動(dòng)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(dòng)充電技術(shù)，可優(yōu)化電動(dòng)車與電網(wǎng)的連接時(shí)間，依照需求調(diào)整充電功率，并實(shí)現(xiàn)V2G功能，起到“削峰填谷”的作用；

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

二、為什么選擇矩陣充電?？

當(dāng)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(shí)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(jiān)信傳導(dǎo)式充電才是大規(guī)模推廣自動(dòng)充電的正確方向。

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在傳導(dǎo)式充電當(dāng)中，矩陣充電?是最利于實(shí)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(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：

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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(huì)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。

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充電器活動(dòng)部件的集成方式：矩陣充電?改變了傳統(tǒng)充電樁將活動(dòng)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。

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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(bào)道正在測試機(jī)械臂式充電設(shè)施，大眾集團(tuán)也曾展示過自動(dòng)充電機(jī)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(hù)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(jī)械臂充電等同樣具有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(hù)、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)模化推廣。

當(dāng)我們在用戶、主機(jī)廠和基建提供商三個(gè)利益相關(guān)方對電動(dòng)汽車充電裝置的訴求當(dāng)中尋找重合點(diǎn)，我們會(huì)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(diǎn)。

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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(tái)等各方條件下，以低成本進(jìn)行大規(guī)模部署的潛力，且能夠完美匹配自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、V2G等技術(shù)成熟后的自動(dòng)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(gè)硬件模塊組成：車載連接系統(tǒng)和矩陣充電?板。其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，有利于成本控制和保障較強(qiáng)的魯棒性。以下分別從兩個(gè)模塊介紹其主要特征：

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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(jì)，具有輕量化、機(jī)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(jì)、最小面積設(shè)計(jì)、雙盒設(shè)計(jì)等）從而有利于節(jié)省集成空間。

矩陣充電?系統(tǒng)的連接動(dòng)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(yùn)動(dòng)，是基于最基本的機(jī)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。

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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(dá)交流22kW,直流50kW（未來可擴(kuò)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(dòng)汽車輕量化的實(shí)現(xiàn)。

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矩陣充電?板

安裝于地面的矩陣充電?板，本身無活動(dòng)部件，具有堅(jiān)固、安裝簡易、零維護(hù)、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。

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標(biāo)準(zhǔn)的矩陣充電?板尺寸為500mm*580mm，由于充電動(dòng)作僅需連接矩陣充電?板上的7個(gè)觸釘，因此標(biāo)準(zhǔn)充電板的停車偏差容錯(cuò)范圍可達(dá)225mm*390mm，可確保人為停車時(shí)的簡易程度。而在自動(dòng)駕駛停車模式下，隨著停車偏差容錯(cuò)范圍的縮小，矩陣充電?板的面積可大幅度縮小，從而進(jìn)一步降低制造和安裝成本。

矩陣充電?板的另外一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)，是其自我清潔功能。

當(dāng)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(shí)，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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可對矩陣充電?板表面進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，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(shí)，才會(huì)被激活。充電元件不會(huì)暴露在外界環(huán)境中，且所有未激活的導(dǎo)體元件均默認(rèn)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)。

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四、開發(fā)進(jìn)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(yàn)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(huì)及活動(dòng)上，通過與不同主機(jī)廠、政企組織、技術(shù)合作伙伴等完成過多輪驗(yàn)證和展示。目前，針對矩陣充電?技術(shù)的多個(gè)真實(shí)環(huán)境示范運(yùn)行項(xiàng)目已持續(xù)進(jìn)行超過2年，與歐洲主機(jī)廠針對量產(chǎn)的聯(lián)合開發(fā)也正在進(jìn)行中。

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真實(shí)環(huán)境下的示范項(xiàng)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(duì)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(shí)間里，該車輛在兩塊充電板分別進(jìn)行了大量實(shí)際充電測試。通過該項(xiàng)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(yàn)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(jìn)行了矩陣充電?板平齊地面安裝方式的室外真實(shí)場景示范項(xiàng)目。在過去的半年多時(shí)間里，矩陣充電?技術(shù)在真實(shí)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(jī)場及維也納出租公司共同籌備更大規(guī)模的示范項(xiàng)目，具體細(xì)節(jié)將會(huì)在后期進(jìn)行相關(guān)介紹。

與主機(jī)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(jī)廠進(jìn)行針對量產(chǎn)的聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)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(jī)廠的量產(chǎn)應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目。

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關(guān)于Easelink

Easelink是一家總部位于奧地利格拉茨市的科技公司，公司的核心技術(shù)為電動(dòng)汽車全自動(dòng)傳導(dǎo)式充電解決方案“矩陣充電?”。該技術(shù)背后的愿景為通過自動(dòng)連接讓任何停車時(shí)間都變?yōu)槌潆姇r(shí)間。矩陣充電?系統(tǒng)包含兩個(gè)核心部件：安裝在車身底部的車輛單元(矩陣充電?連接觸手)和安裝在停車位的充電板(矩陣充電?板)。一旦車輛停在位于停車位的充電板上方時(shí)，車輛將自動(dòng)建立物理連接并開始自動(dòng)充電。該系統(tǒng)堅(jiān)固可靠，可用于公共場合或私家車庫。

公司自2016年成立以來，獲得了多項(xiàng)重要專利，并在諸多充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體中扮演重要角色，如在充電接口倡議工作組(CharIn)中針對傳導(dǎo)式自動(dòng)充電課題貢獻(xiàn)我們的知識及經(jīng)驗(yàn)，并在國際電工委員會(huì)(IEC)以及國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)針對傳導(dǎo)式自動(dòng)充電標(biāo)準(zhǔn)編寫工作中作為國際專家參與草案稿編寫等重要工作。此外，公司還獲得歐盟地平線2020科技創(chuàng)新項(xiàng)目資金支持，以及奧地利國家及歐盟頒發(fā)的多項(xiàng)重要獎(jiǎng)項(xiàng)。

公司期待在電動(dòng)汽車發(fā)展最為迅速的中國市場，同樣找到志存高遠(yuǎn)的主機(jī)廠、充電基礎(chǔ)設(shè)施提供方、智能汽車科技公司等合作伙伴，同我們及我們的戰(zhàn)略合作伙伴國創(chuàng)中心一起將矩陣充電?技術(shù)推向中國市場。