電動(dòng)汽車(chē)是老生常談了。甚至最早的機(jī)動(dòng)車(chē)也有一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)。當(dāng)時(shí)的挑戰(zhàn)和現(xiàn)在一樣：如何才能盡快將盡可能多的能量輸入移動(dòng)能源倉(cāng)庫(kù)?

電動(dòng)汽車(chē)的快速充電站，在3-5分鐘內(nèi)完成100公里范圍的充電：有了大功率充電技術(shù)，電動(dòng)汽車(chē)漫長(zhǎng)的充電時(shí)間成為歷史。

早在1881年，法國(guó)人古斯塔夫·特魯維先生就提出了他轟動(dòng)一時(shí)的三輪車(chē)，時(shí)速12公里，與驛馬車(chē)相當(dāng)相似。該車(chē)的續(xù)航能力約為14公里，幾乎適合日常使用，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，長(zhǎng)距離的競(jìng)爭(zhēng)者只有馬。維爾納·西門(mén)子、安德烈亞斯·弗洛肯、費(fèi)迪南德·保時(shí)捷等等，電子先驅(qū)者的名單很長(zhǎng)，包含了令人驚嘆的名字。從1896年到1939年，全世界有565種不同品牌的電動(dòng)汽車(chē)。在紐約，1901年電動(dòng)汽車(chē)的份額為50%，其余的是蒸汽汽車(chē)或石腦油、乙炔或壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛。甚至亨利·福特也開(kāi)發(fā)了帶有電動(dòng)馬達(dá)的福特T型車(chē)，但它沒(méi)有進(jìn)入系列生產(chǎn)，隨之而來(lái)的是近100年來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)停滯不前。

電動(dòng)汽車(chē)起飛

21世紀(jì)初，幾大汽車(chē)集團(tuán)敢于以電動(dòng)車(chē)型進(jìn)入市場(chǎng)，電動(dòng)汽車(chē)因此獲得了新的發(fā)展動(dòng)力和公眾關(guān)注。10年前，當(dāng)?shù)谝慌哂休^長(zhǎng)續(xù)航能力的車(chē)輛出現(xiàn)時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的主題真正起飛了。當(dāng)菲尼克斯電氣進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)時(shí)，最初的重點(diǎn)是單個(gè)組件。2009年開(kāi)發(fā)了第一批客戶(hù)專(zhuān)用的、結(jié)合信號(hào)和電力傳輸?shù)碾妱?dòng)汽車(chē)充電連接器。早在2010年，就為中國(guó)的充電站制造商制造并大量交付了交流充電插座。2011年，在商用車(chē)領(lǐng)域出現(xiàn)了大批量的應(yīng)用。中國(guó)的電動(dòng)巴士使用重型連接器來(lái)更換大型電池。在車(chē)廠，放電的電池被自動(dòng)替換為充電的電池，以?xún)?yōu)化客車(chē)的利用率。時(shí)至今日，中國(guó)的公交車(chē)仍在使用可更換電池的重型連接器。

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電動(dòng)公交車(chē)的大型電池在車(chē)廠進(jìn)行更換：放電的電池會(huì)自動(dòng)更換為充電的電池，以?xún)?yōu)化公交車(chē)的利用率。

在早期，電動(dòng)汽車(chē)大多用交流電充電。為了實(shí)現(xiàn)更高的充電容量和更短的充電時(shí)間，特別是在公共領(lǐng)域，有必要對(duì)直流充電的解決方案進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。菲尼克斯電氣與領(lǐng)先的汽車(chē)制造商一起，為交流和直流聯(lián)合充電(后來(lái)的聯(lián)合充電系統(tǒng)，CCS)開(kāi)發(fā)并定義了一個(gè)全球充電標(biāo)準(zhǔn)。CCS被證明是安全、靈活和實(shí)用的，并在2014年成為歐洲和美國(guó)市場(chǎng)上車(chē)輛和公共充電基礎(chǔ)設(shè)施的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。(圖3)

但是，對(duì)乘用車(chē)的快速充電時(shí)間的要求也越來(lái)越高。第一批預(yù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目是在2015年初進(jìn)行的。來(lái)自Phoenix Contact E-Mobility的開(kāi)發(fā)人員Dirk Moseke幾乎從一開(kāi)始就伴隨著CCS標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展，在這里他用自己的話(huà)描述了接下來(lái)的步驟是如何進(jìn)行的：

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HPC系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者之一Dirk Moseke

“當(dāng)時(shí)也有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在制定，但什么都沒(méi)有。而那僅僅是兩年前的事!所以我們不得不自己開(kāi)發(fā)!我們要怎么做才能從已經(jīng)存在的CCS標(biāo)準(zhǔn)中得到完全不同的東西，并定義好配接面?”

200安培是沒(méi)有問(wèn)題的，但現(xiàn)在需要300安培甚至更多。今天我們已經(jīng)達(dá)到了500安培。在進(jìn)入這種電流的建筑物前，會(huì)有一個(gè)黃色的標(biāo)志，上面寫(xiě)著“禁止進(jìn)入”。而這時(shí)，我們必須讓這些設(shè)施自由進(jìn)出，暴露在天氣和可能的應(yīng)用中。

第一點(diǎn)是開(kāi)發(fā)合適的電纜。對(duì)于這樣的電流，只有兩種可能性：更大的電纜截面或顯著的加熱。然而，電纜不能變得太厚，否則就會(huì)變得太重和太硬。因此，我們專(zhuān)門(mén)研究了發(fā)熱的問(wèn)題。第一個(gè)任務(wù)是確定熱量的實(shí)際來(lái)源。事實(shí)上，發(fā)熱的是電線(xiàn)本身。然而，熱量也可能來(lái)自車(chē)輛，即來(lái)自我們根本無(wú)法影響的地方。下一個(gè)想法是用液體來(lái)冷卻，這意味著用一種散熱介質(zhì)直接沖洗銅。我們拒絕了油基解決方案，因?yàn)樗奶幚硖珡?fù)雜了，而且沒(méi)有任何創(chuàng)新。

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組合充電系統(tǒng)(CCS)是一個(gè)為電動(dòng)汽車(chē)充電的組合系統(tǒng)。通過(guò)一個(gè)車(chē)輛入口，用交流和直流連接器充電：只需要一個(gè)接口。

研究和開(kāi)發(fā)并肩工作

接下來(lái)，我們嘗試了空氣冷卻。為此，我們將空氣吹入裝有熱電纜的管道。但空氣必須去某個(gè)地方，然后在連接器中再次出來(lái)。此外，空氣不會(huì)如此迅速地吸收熱量。我們的結(jié)果：不實(shí)用。因此，我們對(duì)替代冷卻劑做了一些更多的研究，最后采用了易于處理和環(huán)保的乙二醇。此外，我們還在電纜中使用了導(dǎo)熱膏。這甚至部分地起了作用，但并不適合批量生產(chǎn)。同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)，使表面盡可能大是有意義的。更多的表面積意味著更好的散熱。所以我們用大量的單股做了實(shí)驗(yàn)。這部分看起來(lái)就像在這里的編織室里，用收縮管、電纜扎帶和管道膠帶。

今天，我們有一條電纜，將兩根25平方毫米的銅線(xiàn)引出兩次，兩根為正極，兩根為負(fù)極。這確保了電纜不會(huì)太重，但又很好，很靈活。我們?cè)谕庾o(hù)套中建立了一個(gè)層，當(dāng)電纜被磨損或損壞時(shí)，會(huì)顯示出來(lái)。此外，電纜的溫度不得超過(guò)60度，所以它可以被封閉起來(lái)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，這由傳感器監(jiān)測(cè)，并與一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置相配合。此外，通信線(xiàn)穿過(guò)電纜，連接器需要與柱子結(jié)合起來(lái)。下一個(gè)挑戰(zhàn)是連接器本身。首先有一個(gè)要求，即我們應(yīng)該通過(guò)電纜冷卻進(jìn)氣口，但你不能這樣做，這就相當(dāng)于一個(gè)冰箱，通過(guò)打開(kāi)冰箱門(mén)來(lái)冷卻電視前的啤酒。

HPC充電連接器

全球最具創(chuàng)新性的系統(tǒng)

我們開(kāi)發(fā)了一種散熱器，最初是由一根轉(zhuǎn)彎的銅管組成，它被封裝起來(lái)，軟管與之相連。這也是可行的，但生產(chǎn)成本也很高。今天，我們有一個(gè)包圍著絕緣體的散熱器，這樣，我們就可以冷卻到觸點(diǎn)。

所有的密封點(diǎn)都必須是完美的，以便對(duì)原型進(jìn)行測(cè)試。13或14個(gè)密封點(diǎn)，有些是在微妙的材料組成中，并配備了泄漏傳感器。我們?cè)谧约旱臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試了各種材料，特別是其導(dǎo)電性。當(dāng)然沒(méi)有制造商會(huì)告訴你，但這是一個(gè)巨大的努力。今天，我們測(cè)量和監(jiān)測(cè)傳輸中最熱的地方的溫度，就在觸點(diǎn)前面。通過(guò)這種方式，我們保護(hù)我們的整個(gè)系統(tǒng)免受外部影響，例如來(lái)自車(chē)輛方面的影響。這是目前所有電動(dòng)汽車(chē)中最具創(chuàng)新性的系統(tǒng)。我們已經(jīng)獲得了實(shí)時(shí)溫度測(cè)量的專(zhuān)利。有一個(gè)鎖定系統(tǒng)，防止車(chē)輛在裝載時(shí)啟動(dòng)。如果插頭掉落和損壞，不需要完全更換。我們已經(jīng)使配合面的框架可以互換。這使得維護(hù)工作具有成本效益和靈活性。

從制造廠到系列化

然后，我們與我們的工具車(chē)間合作開(kāi)發(fā)了預(yù)系列的工具。在某些情況下，我們敢于使用對(duì)我們來(lái)說(shuō)完全陌生的技術(shù)，如銅線(xiàn)與觸點(diǎn)的超聲波焊接或直流接觸區(qū)的鑄造。這種高度復(fù)雜部件的生產(chǎn)發(fā)展仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樵鲩L(zhǎng)有增無(wú)減，風(fēng)雨飄搖。在前期生產(chǎn)中，一個(gè)連接器需要兩天時(shí)間來(lái)制造，這就像一個(gè)制造廠。同時(shí)，我們與真正的系列生產(chǎn)，在2018年初我們的第一批樣品展示后，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展動(dòng)態(tài)變得很明顯。有時(shí)，客戶(hù)甚至沒(méi)有詢(xún)問(wèn)價(jià)格就直接下了訂單。

創(chuàng)新參與塑造移動(dòng)性變革

“在2018年底，我們的HPC連接器開(kāi)始批量生產(chǎn)。同時(shí)，我們?yōu)閲?guó)際市場(chǎng)開(kāi)發(fā)解決方案，在這些市場(chǎng)上，有時(shí)完全不同的標(biāo)準(zhǔn)占主導(dǎo)地位。500安培在今天的性能方面是面向未來(lái)的。但當(dāng)然，我們也在不斷地進(jìn)行優(yōu)化。它不僅僅是一個(gè)連接器。它有這么多的智能，使得它真的可以安全地處理。而諸如遠(yuǎn)程維護(hù)、充電電纜路由等話(huà)題——我們與充電柱制造商不斷交流。因此，我們沒(méi)有耗盡任務(wù)。

編輯：黃飛