随着即将出现的几款价格可承受的汽车能够达到200英里或更多的全电动范围,电动汽车和电动汽车制造商真正要解决的最后一个主要问题是超快速公共充电,或者我们称之为4级充电。
特斯拉目前是唯一一家功率约为135 kW的Superchargers能够提供合理的长距离充电的汽车制造商,但是除非有任何改变,否则数十万特斯拉Model 3所有者将把基础设施砸向地下。
在上周揭露的Model 3上,Elon Musk表示,Superchargeging将包含在Model 3中,但没有声称与Model S和X一样包括免费Superchargeging。声明Supercharger对于Model 3是免费的。
公地的悲剧
从超级充电的角度来看,主要挑战之一是它是免费的。当人们可以免费获得某些东西时,即使只有几美元的价值,我们的行为就会不合理和自私,这是一种被称为“公地悲剧”的理论所捕获的行为。根据维基百科,公地的悲剧是:
“共享资源系统中的情况的经济学理论,其中个别用户根据自己的利益独立而理性地行动,其行为是通过消耗该资源来违背所有用户的共同利益。”
论坛上每天都有富有的特斯拉司机使用Superchargers作为其主要充电解决方案的故事,这些都是这种行为的证据。每天花30分钟在家里闲坐以节省3美元的电费对于驾驶10万美元的汽车的人来说是不合逻辑的行为,并且导致长途驾驶员无法使用充电站。
特斯拉已经接触到了频繁的……过度的……辱骂的……甚至是一些不常使用的超级充电用户,要求他们放轻松……这就是Model S在超级充电网络上增加了负载。想象一下,当我们又有2年的S和X的全部生产量缩水时……特斯拉增压器可能会立即遭受世界的伤害,这是由充电线的长线和普遍的不可靠性所定义的。
雷东多海滩增压/图片来源:凯尔菲尔德
为什么要增压
修复超级充电并不意味着每个人都突然需要为超级充电付费。从问题退后一步,看看为什么首先存在增压有助于我们了解可以使用哪些杠杆来改善系统。
特斯拉开发并部署了超级充电技术,以填补电动汽车的功能空白并实现长途旅行。这是基本用例,在4级基础架构部署的初期,这是4级充电器的主要原因。这并不是说,增压器不是在城镇中漫长的一天行驶后快速充值或加油的理想选择……但这并不是特斯拉为之制造的。
随着增压网络的不断发展,系统将自然发展以支持其他用例,但与此同时,仍有机会利用系统控制来优化系统可用性。随着行驶距离超过200英里的电动汽车成为常态,长途旅行和快速充电已成为更重要的考虑因素-在大多数情况下,行驶距离低于100英里的电动汽车在大多数情况下都是痛苦的。
半径模型
在保持系统功能的同时确保可用性的最佳位置是一个微妙的平衡,但并非无法解决。实施一种不免费向靠近家充电的系统,可以激励电动汽车车主在家充电,减轻分布式公共充电网络的负担,否则,这种负担就会因我们通常会在免费充电中看到的公地效应的悲剧而陷入困境。
高可用性,低利用率/图片来源:凯尔菲尔德
对于家庭50英里范围内的本地充电,至关重要的是要为EV充电计费,因为这是90%以上的所有驾驶都发生的地方。如果不对本地充电进行监管,则电动汽车驾驶员会倾向于使用公共充电站,而不是在家充电,这会消耗充电空间,否则这些充电空间可能对长途旅行者有用。本地充电的健康价格点是使用峰值电费。
对于离家50–100英里范围内的中程充电,EV驾驶员仍然可以通过一次充电来回目的地,因此,并非绝对需要在这些距离上进行公共充电。中档充电站的电源充电通过率达到了平衡,使电动汽车驾驶员可以在不加罚款的情况下进行远程充电,但显然消除了“便利充电”的动机。
对于距离家超过100英里的远程充电,第4级充电可以保持免费,因为这是预期的用例。
实施半径模型来控制充电可确保为基本用例提供充电器,同时还可在需要时让EV驾驶员自由使用公共超快充电站,而带来的损失却最小。对于没有家用充电器的EV驾驶员,工作场所充电器可在成本,可用性和充电时间之间实现最佳平衡。
随着4级充电网络赶上EV的销售增长,可以调整模型以在成本,可用性和充电时间之间取得适当的平衡。目前,这种平衡充其量是微不足道的,但由于特斯拉是唯一真正投资于4级充电网络并确保与其电动汽车集成的电动汽车制造商,随着Model 3的上线,这种平衡肯定会恶化。
特斯拉Model 3进入测试轨道/图片来源:凯尔菲尔德
在上周揭幕的Model 3上,特斯拉分享了到2017年底将Superchargeging网络扩大一倍的计划,并同时努力改善目的地充电计划,并计划在同一时间增加四倍。
建立和管理4级公共充电是确保满足EV驾驶员需求的强大EV充电的关键步骤,但是随着Model 3的出现,随着EV的采用从早期采用者向早期多数采用,它处于关键的交汇处道路上的电动汽车数量大幅增加。如果不加以管理,车辆的数量将很快使当前和计划中的超快速充电网络不堪重负,并使其实际上无法使用。