作者：Steven Shackell
从文化和工业角度来看，世界正迅速向更可持续的交通解决方案转型，而这需要开展广泛的基础设施改造。电动汽车充电领域在上世纪初还不存在，现在却迅速发展和演变，以满足电动汽车革命的需求。本文概述了电动汽车充电的现状，包括各种充电方法、适配器、安全性和电动汽车充电成本。
常见的电动汽车充电适配器
世界各地不同的市场使用不同的充电网络连接器，因此购买电动汽车需要考虑可用的兼容充电基础设施。常见的电动汽车充电器是根据各地区和当地的电力基础设施而设计的。
CCS2 与 NACS
北美和欧洲的电力基础设施大不相同。北美住宅使用 120 V 单相电源，最大输出功率为 1.8 kW。而欧洲则大量使用 240 V 三相电源，这意味着几乎所有欧盟国家/地区都能提供 10.8 kW 的电力。
因此，提供专用的非住宅电力基础设施时，北美公共充电器的最大功率通常为 7 kW。相比之下，欧盟始终提供 10.8 kW 的充电器，并在某些市场提供 22 kW 的充电站。
因此，北美的适配器标准与欧盟截然不同。北美使用北美充电标准 (NACS)，该标准最初由特斯拉于 2012 年推出，并于 2022 年 11 月开放给其他制造商使用。NACS 连接器可支持 240V 充电，但不支持三相电源。
在欧洲市场，联合充电系统 Combo 2 (CCS2) 与所有汽车和充电站兼容。在大多数国家/地区，这是最强大的快速充电连接器。当然，充电站的功率越大，便利性越高，成本也越高。正如我们将在下文中看到的，二级公共充电器通常比直流快速充电器便宜，但在家里充电是为大多数电动汽车充电的最具成本效益的方式，尽管这种方式的充电速度最低。
其他常见充电连接器标准
在日本和中国等其他电动汽车市场，使用不同的连接器标准。日本使用 j1772 (Type 1)- 通常称为“J 插头”- 进行交流充电，使用 CHAdeMO 进行直流充电。在全球最大的单一电动汽车市场中国，交流和直流充电都使用 GB/T 连接器。
如需更深入地了解电动汽车充电连接器和各种电动汽车充电安全标准，请务必阅读电动汽车安全标准和法规。
不同的电动汽车充电方法和相关费用
家庭充电
在家中为电动汽车充电有两种方法：1 级充电和 2 级充电。1 级充电使用标准的 120V 家用插座，充电一小时通常可行驶 3-5 英里。第 2 级充电需要专用的 240V 充电器，每小时大约可提供 10-30 英里的续航里程。
美国各地的家庭用电成本可能有所不同，但通常是公共充电费用的一半。在美国，住宅电动汽车每千瓦时 (kWh) 的充电成本平均为 0.23 美元（欧盟为 0.29 欧元），这意味着电动汽车的充电成本平均为 18.63 美元和 23.49 欧元（以标准特斯拉 Model Y 为例）。根据充电器电压的不同，从完全没电到充满电需要 12 小时 (220V) 到 50 小时 (110V) 不等。
公共充电站
2 级充电站通常位于停车场、购物中心和工作场所。普通 2 级公共充电站的充电速度比家用充电站快，但充电速度不如公共直流快速充电器。为了便于比较，丹佛市区有 22 个 ChargePoint 直流快速充电器，而标准 ChargePoint 2 级充电器则有 1000 多个。
在撰写本文时，丹佛市通过 2 级公共充电器为电动汽车充电的费用为每千瓦时 0.14 美元，外加 2 美元的固定费率，前 4 小时后每小时 0.50 美元。但值得注意的是，许多城市的充电器是完全免费的，先到先得。
然而，直流快速充电器的价格要贵得多，但可以在 30 分钟内将大多数电动汽车从完全没电状态充至 80% 电量。在丹佛的同一地点，一个 200 kW 直流快速充电器的成本为 0.45 美元/kWh，预计 15 分钟内的总成本为 27 美元。直流快速充电器通常用于长途旅行的主要公路沿线。
特斯拉提供一个免费的行程规划工具，可识别所需路线沿线的直流快速充电站、每个充电站的充电时间以及总行程时间。从丹佛到西雅图的全程距离为 1,324 英里（2,130 公里），驾驶特斯拉 Model Y 估计需要 25 小时 9 分钟，其中包括 5 个多小时的总充电时间。
与传统汽车相比，电动汽车行驶 300 英里的成本是多少？
为了计算电动汽车充电成本与汽油动力运输成本的对比，让我们比较一下特斯拉 Model Y 和起亚 Telluride，这两款车的价格都在 40,000 美元左右，都是中型 SUV，城市和高速公路行驶里程相同。
2024 年初，俄亥俄州辛辛那提市的平均汽油价格为 3.187 美元。起亚 Telluride 的平均油耗为每加仑 23 英里 (MPG)。因此，购买价值 300 英里的汽油将花费 41.57 美元。
如果我们在公共 2 级 Flo 充电站为特斯拉 Model Y 充电，每千瓦时将花费 0.35 美元。特斯拉 Model Y 的续航里程为 300 英里，电池容量为 81 kWh，因此充满一次电需要花费 28.35 美元。另外，如果在辛辛那提的住宅充电，平均住宅电费为每千瓦时 0.13 美元，则充电费用为 10.53 美元。
在这个特定地区的例子中，根据充电方式的不同，普通电动汽车行驶 300 英里的成本可节省 13.22 美元到 31.04 美元不等。考虑到美国人平均每年驾车行驶 14,263 英里，改用电动汽车可为辛辛那提居民每年节省 1,475 美元的汽油费用。
如何使用公共充电器支付电动汽车充电费用
世界各地有各种不同的公共充电站公司，提供不同的价格和充电速度结构。因此，这些公司有多种“充电”收费方式。例如，特斯拉汽车可以使用特斯拉充电网络，而无需现场付费，因为费用会自动计入车主的充电账户。
许多充电网络在充电站直接接受信用卡或借记卡，有些网络还提供移动应用程序，提供非接触式支付和充电配置服务。一些电动汽车网络向用户发放 RFID 卡，用户可在充电站轻触 RFID 卡启动充电并支付费用，从而无需使用现场信用卡处理系统。
图片：在地图视图中展示多个电动汽车充电站的移动应用程序
有趣的是，大多数充电站还提供有关充电器的附加分析，例如上次使用充电器的车辆和时间。鉴于电动汽车充电器的智能连接特性，必须采取具体的预防措施（如 ISO 15118 中概述的措施），以确保充电器安全和购买者的信息安全。为此，可以使用专门的安全硬件，如 NXP 的 Plug and Trust 安全元件 SE050 或 Infineon 的 SLI 9670 可信平台模块 (TPM)，对设备的真实性进行加密验证，而不会泄露用户的私人数据。
电动汽车充电注意事项
目前，电动汽车已成为全球对成本敏感、注重环保的消费者的主要选择，推动了基础设施的重大转变，以支持可持续交通解决方案。虽然家庭充电解决方案的多功能性为电动汽车车主提供了最具成本效益的解决方案，但公共充电站以较高的成本提供了速度和便利。此外，与汽油费用相比，电动汽车的充电费用表明了电动汽车在经济上的优势，尤其是在高油价或低电价地区。
此外，公共充电器还有一些错综复杂的问题，例如可用的充电连接器、每千瓦时的成本以及可用的支付方式。无论如何，公共充电器中集成了许多智能技术，以确保安全充电以及车辆与充电基础设施之间的安全信息交换。我们可以预见，电动汽车充电环境将不断调整，以满足当前和未来消费者的需求。
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