文|侃科技
2012年，我國新能源汽車銷量僅為1.3萬輛，到了十年后，新能源車的年銷量已經(jīng)達到了驚人的688.7萬輛，年復(fù)合增長率超過87%。有機構(gòu)甚至預(yù)測，2023年國內(nèi)新能源汽車銷量有望破千萬輛。
但是，在這兇猛增長的背后，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，成了無數(shù)車主吐槽的焦點之一。
從最直接的公共充電車樁比來看，中國目前僅為7：1。與之相對應(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；美國更甚，其目前的公共車樁比達到了24：1。
基礎(chǔ)充電設(shè)施配套的不足，仍然是中國消費者乃至世界消費者購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12.2萬根，電動汽車數(shù)量94.5萬輛，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)實環(huán)境中，新能源汽車與充電樁在時間與空間上存在著眾多錯配問題，例如充電結(jié)束的新能源車無法立即離開充電樁、充電樁車位被非電動汽車侵占、電動出租車在高峰期無法找到充電樁......這些都成了橫亙在新能源車主面前、難以通過單純建設(shè)充電樁來解決的棘手問題，也成為了新能源汽車滲透率在維持一階段時間高速提升后進入瓶頸期的原因。
可以說，新能源行業(yè)要想進一步發(fā)展，必須優(yōu)先配套發(fā)展補能這一環(huán)節(jié)。目前，配套補能方式分為兩種，其中之一是固定充電樁建設(shè)，但當其推進到老舊小區(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。其二是移動充電，這個新型補能方式正在越來越被業(yè)內(nèi)重視，或許是下一階段電車補能的重要發(fā)展方向，尤其是伴隨著機器人產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展與800V高壓超充技術(shù)的逐漸普及，自動充電機器人脫引而出，或許會成為下一階段電車補能的重要發(fā)展方向。
從“車找樁”到“樁找車”
從全球范圍來看，機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志，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。
尤其是在人工智能、硬件、網(wǎng)絡(luò)、云計算等技術(shù)融合發(fā)展下，機器人智能化、柔性化程度不斷提高，對場景的自適應(yīng)能力越來越強，機器人在各領(lǐng)域加速滲透，屬于“機器人+”的大時代已然來臨。
2014年，美國馬薩諸塞州的一家公司開發(fā)了一款名叫PowerHydrant的機器人產(chǎn)品，在機械臂的協(xié)助下，車主可以輕松地對新能源車進行自動充電，這大大減輕了人們雙手的負擔，也正式拉開了自動充電機器人發(fā)展的序幕。
一年后，特斯拉推出了一款蛇形自動充電樁。當汽車?？吭谏咝螜C械臂附近時，系統(tǒng)接收充電信號，蛇形機械臂通過攝像頭定位到充電口的位置后引導蛇形機械臂運動到充電口位置處，并進行準確地自動插接充電。
此類基于傳統(tǒng)關(guān)節(jié)機械臂的固定式自動充電系統(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。但問題也很明顯，這類設(shè)備的重點在于自動，即取代手工操作的環(huán)節(jié)，卻沒能實現(xiàn)移動，解決場地的限制。即，這類自動充電機器人，仍需車主泊車于機械臂“鞭長可及”的范圍內(nèi)才能完成自動充電。
隨著新能源車的普及，車主們期望不再受限于某個停車位，隨時隨地獲得電能補充，于是帶有AGV小車的移動式自動充電機器人便應(yīng)運而生。
2018年，三星電子發(fā)布了一款名為EVAR的新能源汽車自動充電設(shè)備，當新能源汽車的駕駛員要給車輛充電時，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即可移動至停車場任意位置的新能源汽車處，然后自動連接充電器，完成充電。
在EVAR發(fā)布后，“動起來的充電機器人”逐漸走進大眾視野，眾多車評家紛紛表示，這就是新能源汽車的移動充電寶，是真正意義上的自動充電機器人。
但是，在自動充電機器人“動”起來的同時，許多連接適配方面的難題也接踵而來，比如充電時車主必須將智能手機標記到壁掛式設(shè)備、需要人工將特殊的EVSE適配器連接在汽車牌照上......這對于一個現(xiàn)代人來說，無疑還是太過繁瑣，稍欠智能的操作，也成了當下企業(yè)們要著手的重點。
而在連接適配的技術(shù)問題之外，在當時的技術(shù)條件下，自動充電機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，即使到今天，自動充電機器人作為小型的移動充電站，在當前的技術(shù)水平下，如果強行提高功率，那么勢必會產(chǎn)生更多的副反應(yīng)與副產(chǎn)物，若想要保持長期的健康運行，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，如果將單個機器人的電池提升至上百千瓦時，那么其體積勢必變得極其臃腫，因靈活性帶來的經(jīng)濟效應(yīng)將會大幅削弱，所以目前的自動充電機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，充電機器人看似不是一項那么龐大的產(chǎn)品工程，實際卻需要材料、高壓快充、自動駕駛、自動化操作等多項技術(shù)的躍升，才能夠保障實現(xiàn)足夠優(yōu)質(zhì)和讓用戶買單的用戶體驗。
更重要的是，充電機器人的未來價值值得深思。
在新能源快速發(fā)展、尚未成熟的時代，自動充電機器人可以顯著發(fā)揮其高效率服務(wù)、平衡電網(wǎng)壓力的優(yōu)勢，但其本質(zhì)仍是一個類似換電站的過渡產(chǎn)物。如果到了電動車全面普及的階段，充電樁覆蓋低線城市的所有車位時，自動充電機器人的價值還有幾何？高峰期充電樁資源的錯配又能支撐起多大的充電機器人市場？這都值得我們?nèi)ニ伎肌?/p>
集成多項底層技術(shù)，充電機器人賽道沖出黑馬
不過，即使自動充電機器人在歷經(jīng)十數(shù)年的發(fā)展后仍然面臨著許多現(xiàn)實的問題，但在洶涌的需求之下，卻并沒有影響賽道涌入越來越多的玩家。隨著技術(shù)的進步，產(chǎn)品的落地、量產(chǎn)、商用也在不斷地推進，而恰恰因為技術(shù)尚未完全成熟，對于那些真正打磨技術(shù)、潛心沉淀的企業(yè)來說，反而是一片商業(yè)的藍海。
就國內(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充電機器人解決方案。
2020年，愛馳汽車推出智能移動充電機器人CARL。在車主下單后，CARL通過GPS自動找到車位并為車輛充電，充電完成后，CARL會自行回到充電設(shè)施為自己補充電量。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智能充電柜機器人。該移動智能充電機器人采用了12V三相異步電機驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動效率高達81%，充電過程中機器人還可以根據(jù)車輛需要實時調(diào)整充電功率。
近年來名聲鵲起的能鏈智電，也在近日宣布推出了自己的充電機器人。據(jù)稱，該款自動充電機器人融合了一鍵下單召喚、自主尋車、智能充電、自動結(jié)算、自動回倉補電等功能，車主停好車輛后，只需要移動端下單，就可以當甩手掌柜，實現(xiàn)了從車找樁到樁找車的躍遷，表現(xiàn)更為驚艷。
作為一款由移動機器人底盤、自動駕駛系統(tǒng)、儲能電池與功率模塊、深度相機協(xié)作機械臂、智能調(diào)度云平臺等主要模組組成的一體化自動充電機器人。能鏈智電充電機器人與市面上已存的自動充電解決方案相比，智能化、可移動是其顯著賣點。
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)最合適的充電機器人前往。前往途中，充電機器人可憑借攜帶的激光雷達、超聲波雷達以及攝像頭等多傳感器融合實現(xiàn)主動避障，自動導航至目標車輛所在位置。
到達泊車位置后，機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，引導機械臂高精度插槍，開啟充電模式。充電完成后，機器人會自主駛離，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)，或是回到補能處，為儲能電池模組自主補能。
目前，能鏈智電發(fā)布的這款自動充電機器人已經(jīng)進入服務(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攤的展覽位上，一位中國留學生展示了最早的“移動電源”概念產(chǎn)品，他通過一個控制電路將幾節(jié)AA電池拼湊在一起，因為能在任何地方給其他數(shù)碼設(shè)備供電，這個不起眼的東西，引起許多參展商的關(guān)注。
但由于彼時電芯的制造工藝并不成熟，且智能手機市場也尚未啟動，沒有真正市場需求的充電寶，更多的只是一種新概念炒作。但是，隨著智能手機的普及，移動充電成為藍海，撐起了一個又一個獨角獸企業(yè)。
新能源車自動充電機器人的出現(xiàn)與智能手機移動電源有著同工之妙，其作為一種臨時快速補電的方式，或?qū)⑴c現(xiàn)有的固定式充電模式、換電、無線充電等形成互補的統(tǒng)一體，構(gòu)建起更加完善的電動汽車補能生態(tài)。
不僅如此，隨著車機數(shù)據(jù)打通和機械臂自動拔插技術(shù)的進步，機械臂自動充電技術(shù)還可以與充電樁進行融合，進而實現(xiàn)充電站服務(wù)的自動化和無人化，而用戶也可以在充電場站享受購物、按摩等周邊服務(wù)，這些場景都有著極為廣闊的想象空間。