May_Rechargeable Pile｜Electric Vehicle Hot Sales Driving Rechargeable Pile Development Trend(Up)
Global EV sales have experienced unprecedented growth over the past year, reaching 9.8 million units in 2022, a trend that is expected to continue, reaching 28.4 million units in 2027 at an average growth rate of 30% (Figure 1). However, with the popularity of EVs, the shortage of charging stations has become a growing problem; as the growth of EVs outpaces the supply of charging stations, the ratio of EVs to charging stations is much larger than the optimal vehicle-to-pile ratio (3:1) in many regions (17:1 in the U.S., 6.7:1 in Europe, 6.5:1 in China, and 18:1 in South Korea), which is undoubtedly hampering the development of the EV market. To address this issue, the governments of the European Union, the United States, China, and South Korea have proposed plans to close the gap between EV demand and charging infrastructure supply. For example, the European Commission plans to build at least one million public charging stations by 2025. In the U.S., President Biden has proposed a $7.5 billion program to support the development of EV charging infrastructure. In China, the government is actively subsidizing companies and individuals who install charging stations, and plans to complete construction of 10 million charging stations by 2030. In Korea, the government plans to build 100,000 EV charging stations by 2025, including 40,000 fast charging stations. Through the use of government policies and subsidies to try to solve the problem of excessive vehicle-to-pile ratios, it is expected that system vendors and operators will seize the opportunity of subsidies to accelerate the construction of charging piles in order to increase the market share of their own brands; therefore, the speed of the global installation of charging piles will be further increased in the next few years.
圖一：2023~2027全球電動車銷售預估
資料來源：Statista；智璞產業趨勢研究所整理 2023/03
充電樁三大趨勢：快速充電、一樁多充、快速佈建
為解決基礎設施短缺和充電站不足的問題，硬體開發將集中在三個主要趨勢上：『快速充電』、『一樁多充』和『快速佈建』。各種硬體方案亦將圍繞這三大趨勢展開，包括高功率充電元件導入、電源管理、熱管理、車樁連接，以及充電樁整機模塊化、充電樁環境耐久性和可靠性等將是幾個重點研發項目(圖二)。
- 快速充電需求將導入更多耐高壓元件及強調熱管理研發：由於市場需『快速充電』降低駕駛等待時間，這一趨勢將帶動『快速充電樁』普及率提升，大功率充電樁將成為未來建置的主流，因此硬體的耐壓、用電效率及熱管理能力將成為重大考驗，為解決這三個問題，未來廠商將會導入更多如SiC MOSFET元件、高效能風扇、散熱機構元件等…進入充電樁系統當中。
- 一樁多充趨勢帶動硬體開發加強車樁連接性及完善電源管理：因全球車樁比嚴重不足，增加充電樁的使用效率將是解決的方法之一，因此一樁多充趨勢確立。此趨勢將帶來技術門檻提升，充電樁與多台電動車之間的連結性能，與充電樁跟場域之間的連接性，將成為另一大重點，硬體開發商需解決不同品牌、車款充電樁連接問題，還需確保充電樁跟各營運商系統之間的相容性，拓展充電規格並確連結穩定性。此外，控制電源也是實現一樁多充的關鍵因素之一，因為充電樁供電時連接著不同型號電動車，系統必須正確識別各台電動車的電力需求，隨時動態調整充電功，開發上需要考慮電源控制和智慧化管理，以實現更加智能、高效、可靠的充電體驗。
- 充電樁快速佈建帶來充電樁模組化及耐受性需求：如前段所提，為彌平全球車樁比之間巨大的差距，在政府政策補助的支援下廠商將積極建設充電樁，速佈建是可預測的未來。在快速佈建的需求下簡易組裝、拆卸和搬移的模組化(集成化)充電樁將是硬體趨勢；此外由於佈建區域分布在環境多元的公路上，以美國為例就包含了森林、高原及山地、草原、平原、沙漠、冰川等(圖三)…，因此環境耐受性將為另一大焦點，例如需承受沙漠地區的高溫和乾燥並具備極佳的熱管理能力；在潮濕地區，則需要具有防水和防腐蝕的特性。為了解決以上這些問題，充電樁的硬體研發亦將會特別關注環境耐受性。
圖二：充電樁趨勢及硬體研發焦點
資料來源：Evgo、研華科技；智璞產業趨勢研究所整理 2023/03
圖三 美國公路地理佔比
資料來源：美國國家公路交通安全管理局；智璞產業趨勢研究所整理 2023/03
軟體研發著重智慧管理、用戶體驗、安全性及資料管理
在充電樁軟體方面，雖然不同的充電設備可能具有不同的特點，但在未來幾年將朝向『增強智慧管理』、『提高駕駛資訊安全』、『整合介面與操作體驗』，及『增加資料管理及分析效率』(圖三)。
1. 在增強智慧管理方面，未來將會有更深的發展。遠端監控是其中一個重點，透過遠端監控，能夠即時了解充電樁的運作狀況、故障情況，並搭配充電樁狀況診斷軟體，對充電樁的運作情況進行分析，找出故障的原因並即時在雲端做出相應的處理和軟體維護。除此之外，軟體更新及維護也是智慧管理的一個重要功能。透過軟體更新，能夠及時修復已知的軟體漏洞，提高系統的安全性和穩定性，同時能夠雲端升級系統功能，提高充電樁的使用體驗。
2. 為了提高駕駛資訊安全，充電樁軟體將使用更複雜和安全的加密演算法和技術，從而避免受駭客攻擊和其他網路入侵，確保戶資料的機密性和安全性。此外，為了保證用戶的付款和賬單信息準確無誤，軟體供應商將採用更加智能化的系統，包括自動化賬單生成、數據收集和分析等，以減少錯誤和失誤的發生。充電樁軟體亦將提升用戶隱私和資料使用授權的透明度，包括提前告知用戶何時與如何使用他們的資料，並供其選擇是否共享個人資訊。
3. 整合介面與操作體驗為重要軟體趨勢，不同充電樁營運商之間帶來的使用者介面和操作流程差異，會造成用糟糕的用戶體驗。因此，充電樁軟體的將朝向彌平營運商之間操作介面差異，統一用戶體驗並簡化使用者介面，進而提高用戶滿意度。
4. 為更深入地了解用戶行為並提供更好的加值服務，軟體研發將更加注重數據分析和蒐集，以實現更高效的營運管理。未來充電樁將可收集用戶的充電歷史和使用模式，以更好地預測未來的充電需求並進行智能化調度。此外，蒐集用戶反饋的評價數據，亦可用來優化軟體。同時，通過分析不同地區和時段的用戶行為，還可幫助營運商制定合理的訂價策略，以提高整體經濟效益。因此，數據分析和蒐集將是未來充電樁軟體開發中一個重要的研發方向。
圖四：充電站各設備主要功能及軟體研發焦點
資料來源：Makeasmartcity；智璞產業趨勢研究所整理 2023/03
April_Hydrogen Energy Analysis｜Low Carbon Hydrogen Energy Industry Development and Trends (Next)
May_Rechargeable Pile｜Electric Vehicle Hot Sales Driving Rechargeable Pile Development Trend(Next)
