文|侃科技
2012年，我國(guó)新能源汽車銷量?jī)H為1.3萬(wàn)輛，到了十年后，新能源車的年銷量已經(jīng)達(dá)到了驚人的688.7萬(wàn)輛，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過87%。有機(jī)構(gòu)甚至預(yù)測(cè)，2023年國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量有望破千萬(wàn)輛。
但是，在這兇猛增長(zhǎng)的背后，配套設(shè)施的發(fā)展卻一直跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度。最明顯的就是充電樁的缺口，成了無(wú)數(shù)車主吐槽的焦點(diǎn)之一。
從最直接的公共充電車樁比來(lái)看，中國(guó)目前僅為7：1。與之相對(duì)應(yīng)，歐洲開了幾年“倒車”，公共車樁比從五年前的6.9：1降低到了現(xiàn)在的16.4：1；美國(guó)更甚，其目前的公共車樁比達(dá)到了24：1。
基礎(chǔ)充電設(shè)施配套的不足，仍然是中國(guó)消費(fèi)者乃至世界消費(fèi)者購(gòu)買新能源汽車的重要顧慮之一。即使是在那些充電樁看似足夠的地區(qū)，也還存在著諸多棘手問題。
以2022年新能源汽車銷量最高、充電樁建設(shè)最快的城市上海為例，截止到2022年底，上海全市的公共充電樁數(shù)量12.2萬(wàn)根，電動(dòng)汽車數(shù)量94.5萬(wàn)輛，公共車樁比為7.7：1，充電基礎(chǔ)設(shè)施同樣存在較大缺口。
現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，新能源汽車與充電樁在時(shí)間與空間上存在著眾多錯(cuò)配問題，例如充電結(jié)束的新能源車無(wú)法立即離開充電樁、充電樁車位被非電動(dòng)汽車侵占、電動(dòng)出租車在高峰期無(wú)法找到充電樁......這些都成了橫亙?cè)谛履茉窜囍髅媲?、難以通過單純建設(shè)充電樁來(lái)解決的棘手問題，也成為了新能源汽車滲透率在維持一階段時(shí)間高速提升后進(jìn)入瓶頸期的原因。
可以說，新能源行業(yè)要想進(jìn)一步發(fā)展，必須優(yōu)先配套發(fā)展補(bǔ)能這一環(huán)節(jié)。目前，配套補(bǔ)能方式分為兩種，其中之一是固定充電樁建設(shè)，但當(dāng)其推進(jìn)到老舊小區(qū)和低線城市后，受限于電路改造、容量限制等原因，正在面臨降速的問題。其二是移動(dòng)充電，這個(gè)新型補(bǔ)能方式正在越來(lái)越被業(yè)內(nèi)重視，或許是下一階段電車補(bǔ)能的重要發(fā)展方向，尤其是伴隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展與800V高壓超充技術(shù)的逐漸普及，自動(dòng)充電機(jī)器人脫引而出，或許會(huì)成為下一階段電車補(bǔ)能的重要發(fā)展方向。
從“車找樁”到“樁找車”
從全球范圍來(lái)看，機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，并且已成為全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的重要切入點(diǎn)。
尤其是在人工智能、硬件、網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等技術(shù)融合發(fā)展下，機(jī)器人智能化、柔性化程度不斷提高，對(duì)場(chǎng)景的自適應(yīng)能力越來(lái)越強(qiáng)，機(jī)器人在各領(lǐng)域加速滲透，屬于“機(jī)器人+”的大時(shí)代已然來(lái)臨。
2014年，美國(guó)馬薩諸塞州的一家公司開發(fā)了一款名叫PowerHydrant的機(jī)器人產(chǎn)品，在機(jī)械臂的協(xié)助下，車主可以輕松地對(duì)新能源車進(jìn)行自動(dòng)充電，這大大減輕了人們雙手的負(fù)擔(dān)，也正式拉開了自動(dòng)充電機(jī)器人發(fā)展的序幕。
一年后，特斯拉推出了一款蛇形自動(dòng)充電樁。當(dāng)汽車?？吭谏咝螜C(jī)械臂附近時(shí)，系統(tǒng)接收充電信號(hào)，蛇形機(jī)械臂通過攝像頭定位到充電口的位置后引導(dǎo)蛇形機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到充電口位置處，并進(jìn)行準(zhǔn)確地自動(dòng)插接充電。
此類基于傳統(tǒng)關(guān)節(jié)機(jī)械臂的固定式自動(dòng)充電系統(tǒng)，省去了車主們的親手插拔充電槍的過程，大大提升了車主們的充電體驗(yàn)。但問題也很明顯，這類設(shè)備的重點(diǎn)在于自動(dòng)，即取代手工操作的環(huán)節(jié)，卻沒能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，解決場(chǎng)地的限制。即，這類自動(dòng)充電機(jī)器人，仍需車主泊車于機(jī)械臂“鞭長(zhǎng)可及”的范圍內(nèi)才能完成自動(dòng)充電。
隨著新能源車的普及，車主們期望不再受限于某個(gè)停車位，隨時(shí)隨地獲得電能補(bǔ)充，于是帶有AGV小車的移動(dòng)式自動(dòng)充電機(jī)器人便應(yīng)運(yùn)而生。
2018年，三星電子發(fā)布了一款名為EVAR的新能源汽車自動(dòng)充電設(shè)備，當(dāng)新能源汽車的駕駛員要給車輛充電時(shí)，只需要將充電位置信息作為數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行任務(wù)，EVAR即可移動(dòng)至停車場(chǎng)任意位置的新能源汽車處，然后自動(dòng)連接充電器，完成充電。
在EVAR發(fā)布后，“動(dòng)起來(lái)的充電機(jī)器人”逐漸走進(jìn)大眾視野，眾多車評(píng)家紛紛表示，這就是新能源汽車的移動(dòng)充電寶，是真正意義上的自動(dòng)充電機(jī)器人。
但是，在自動(dòng)充電機(jī)器人“動(dòng)”起來(lái)的同時(shí)，許多連接適配方面的難題也接踵而來(lái)，比如充電時(shí)車主必須將智能手機(jī)標(biāo)記到壁掛式設(shè)備、需要人工將特殊的EVSE適配器連接在汽車牌照上......這對(duì)于一個(gè)現(xiàn)代人來(lái)說，無(wú)疑還是太過繁瑣，稍欠智能的操作，也成了當(dāng)下企業(yè)們要著手的重點(diǎn)。
而在連接適配的技術(shù)問題之外，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，自動(dòng)充電機(jī)器人同樣還有著其他方面的隱憂。比如存在著明顯的充放電功率低和載電量不足的問題。
其實(shí)，即使到今天，自動(dòng)充電機(jī)器人作為小型的移動(dòng)充電站，在當(dāng)前的技術(shù)水平下，如果強(qiáng)行提高功率，那么勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生更多的副反應(yīng)與副產(chǎn)物，若想要保持長(zhǎng)期的健康運(yùn)行，就必須選擇性地放棄一部分的功率。
而載電量則直接決定了成本，如果將單個(gè)機(jī)器人的電池提升至上百千瓦時(shí)，那么其體積勢(shì)必變得極其臃腫，因靈活性帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將會(huì)大幅削弱，所以目前的自動(dòng)充電機(jī)器人在充滿電后也只能為兩三輛甚至一輛新能源車充電。因此，充電機(jī)器人看似不是一項(xiàng)那么龐大的產(chǎn)品工程，實(shí)際卻需要材料、高壓快充、自動(dòng)駕駛、自動(dòng)化操作等多項(xiàng)技術(shù)的躍升，才能夠保障實(shí)現(xiàn)足夠優(yōu)質(zhì)和讓用戶買單的用戶體驗(yàn)。
更重要的是，充電機(jī)器人的未來(lái)價(jià)值值得深思。
在新能源快速發(fā)展、尚未成熟的時(shí)代，自動(dòng)充電機(jī)器人可以顯著發(fā)揮其高效率服務(wù)、平衡電網(wǎng)壓力的優(yōu)勢(shì)，但其本質(zhì)仍是一個(gè)類似換電站的過渡產(chǎn)物。如果到了電動(dòng)車全面普及的階段，充電樁覆蓋低線城市的所有車位時(shí)，自動(dòng)充電機(jī)器人的價(jià)值還有幾何？高峰期充電樁資源的錯(cuò)配又能支撐起多大的充電機(jī)器人市場(chǎng)？這都值得我們?nèi)ニ伎肌?/p>
集成多項(xiàng)底層技術(shù)，充電機(jī)器人賽道沖出黑馬
不過，即使自動(dòng)充電機(jī)器人在歷經(jīng)十?dāng)?shù)年的發(fā)展后仍然面臨著許多現(xiàn)實(shí)的問題，但在洶涌的需求之下，卻并沒有影響賽道涌入越來(lái)越多的玩家。隨著技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的落地、量產(chǎn)、商用也在不斷地推進(jìn)，而恰恰因?yàn)榧夹g(shù)尚未完全成熟，對(duì)于那些真正打磨技術(shù)、潛心沉淀的企業(yè)來(lái)說，反而是一片商業(yè)的藍(lán)海。
就國(guó)內(nèi)而言，愛馳汽車、一汽紅旗、能鏈智電等企業(yè)都紛紛推出了自己的移動(dòng)充電機(jī)器人解決方案。
2020年，愛馳汽車推出智能移動(dòng)充電機(jī)器人CARL。在車主下單后，CARL通過GPS自動(dòng)找到車位并為車輛充電，充電完成后，CARL會(huì)自行回到充電設(shè)施為自己補(bǔ)充電量。而在充電效率方面，以電池容量63kWh的2021款愛馳U5為例，使用充電機(jī)器人的60kW直流快充可以在40-50分鐘內(nèi)便可完成充電80%。
一汽紅旗官方則在2022年公布了首款可移動(dòng)智能充電柜機(jī)器人。該移動(dòng)智能充電機(jī)器人采用了12V三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)效率高達(dá)81%，充電過程中機(jī)器人還可以根據(jù)車輛需要實(shí)時(shí)調(diào)整充電功率。
近年來(lái)名聲鵲起的能鏈智電，也在近日宣布推出了自己的充電機(jī)器人。據(jù)稱，該款自動(dòng)充電機(jī)器人融合了一鍵下單召喚、自主尋車、智能充電、自動(dòng)結(jié)算、自動(dòng)回倉(cāng)補(bǔ)電等功能，車主停好車輛后，只需要移動(dòng)端下單，就可以當(dāng)甩手掌柜，實(shí)現(xiàn)了從車找樁到樁找車的躍遷，表現(xiàn)更為驚艷。
作為一款由移動(dòng)機(jī)器人底盤、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池與功率模塊、深度相機(jī)協(xié)作機(jī)械臂、智能調(diào)度云平臺(tái)等主要模組組成的一體化自動(dòng)充電機(jī)器人。能鏈智電充電機(jī)器人與市面上已存的自動(dòng)充電解決方案相比，智能化、可移動(dòng)是其顯著賣點(diǎn)。
根據(jù)能鏈智電方面介紹，在車輛停好后，車主只需打開APP，輸入所在位置，能鏈智電云端會(huì)綜合車輛位置、距離、電量等因素，派遣區(qū)域內(nèi)最合適的充電機(jī)器人前往。前往途中，充電機(jī)器人可憑借攜帶的激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)以及攝像頭等多傳感器融合實(shí)現(xiàn)主動(dòng)避障，自動(dòng)導(dǎo)航至目標(biāo)車輛所在位置。
到達(dá)泊車位置后，機(jī)器人能通過攝像頭采集車輛充電口圖像，并利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與3D視覺算法結(jié)合，精確定位充電口所在位置，引導(dǎo)機(jī)械臂高精度插槍，開啟充電模式。充電完成后，機(jī)器人會(huì)自主駛離，并根據(jù)剩余電量的多少，決定是否執(zhí)行下一次充電服務(wù)，或是回到補(bǔ)能處，為儲(chǔ)能電池模組自主補(bǔ)能。
目前，能鏈智電發(fā)布的這款自動(dòng)充電機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入服務(wù)狀態(tài)，算得上邁出了從“能用”到“好用”的一大步。
寫在最后
2001年，中國(guó)加入世貿(mào)的前夕，在拉斯維加斯的CES展覽館中一片類似地?cái)偟恼褂[位上，一位中國(guó)留學(xué)生展示了最早的“移動(dòng)電源”概念產(chǎn)品，他通過一個(gè)控制電路將幾節(jié)AA電池拼湊在一起，因?yàn)槟茉谌魏蔚胤浇o其他數(shù)碼設(shè)備供電，這個(gè)不起眼的東西，引起許多參展商的關(guān)注。
但由于彼時(shí)電芯的制造工藝并不成熟，且智能手機(jī)市場(chǎng)也尚未啟動(dòng)，沒有真正市場(chǎng)需求的充電寶，更多的只是一種新概念炒作。但是，隨著智能手機(jī)的普及，移動(dòng)充電成為藍(lán)海，撐起了一個(gè)又一個(gè)獨(dú)角獸企業(yè)。
新能源車自動(dòng)充電機(jī)器人的出現(xiàn)與智能手機(jī)移動(dòng)電源有著同工之妙，其作為一種臨時(shí)快速補(bǔ)電的方式，或?qū)⑴c現(xiàn)有的固定式充電模式、換電、無(wú)線充電等形成互補(bǔ)的統(tǒng)一體，構(gòu)建起更加完善的電動(dòng)汽車補(bǔ)能生態(tài)。
不僅如此，隨著車機(jī)數(shù)據(jù)打通和機(jī)械臂自動(dòng)拔插技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械臂自動(dòng)充電技術(shù)還可以與充電樁進(jìn)行融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)充電站服務(wù)的自動(dòng)化和無(wú)人化，而用戶也可以在充電場(chǎng)站享受購(gòu)物、按摩等周邊服務(wù)，這些場(chǎng)景都有著極為廣闊的想象空間。