随着电动汽车销量在 2023 年达到创纪录水平，预计还会进一步增长。在政策制定者、充电供应商和汽车制造商的支持下，电动汽车的扩张正在加速。但仍然存在与充电可靠性和充电站接入相关的挑战，这些挑战现在已成为广泛扩张的限制。今天，我们将了解 ChargerHelp 年度可靠性报告中的问题和解决方案分析。
正如多位研究人员所提到的，由于充电问题，电动汽车长途旅行仍然具有挑战性。本报告将提供有关电动汽车充电基础设施和身份状态的数据和分析，这是充电失败的根本原因。此外，通过本文提到的见解和建议，有可能克服这些挑战并提高可靠性。
重点-调查结果和建议
- 实际的充电可靠性通常不足以达到报告的正常运行时间。
- 分析 26% 的充电站后发现，软件问题和高估充电站状态会降低驾驶员信心。这进一步对电动汽车充电体验产生了负面影响。
- 旧的 EVSE 和建设历史较长的 EVSE 更有可能出现更高的停机率。
- 在研究了 20 家充电网络运营商后，发现存在分歧。10-20% 的充电站出现故障，而其他充电站则一直表现良好。DCFC 端口提到，只有 4 个网络的端口份额较大，但大多数端口都出现故障。
- 停机和充值失败的原因有多种，另外，支付系统状况与加油站停机有很大关系。
- 解决有问题的站点将减轻 O&M 和 EVSE 的负担。
- 数据可访问性包括通过 OCPP 应该得到保证。
- 通过标准化的数据报告协议，有效地测量正常运行时间。
- 维持 O&M 专用资金来维护和更新 EVSE 基础设施。
- 实施标准化故障排除协议并覆盖全面的保修范围。
- 在扩大技术人员培训和认证的同时，推广全行业的领先实践。
ChargerHelp 年度可靠性报告中的问题和解决方案
终极问题：我可以在需要的时间和地点为我的电动汽车充电吗？
为了回答这个问题并找到相关的解决方案，对美国充电基础设施的评估将更仔细、更详细地研究 EVSE 的可靠性。
发现或问题
探索的3个相互关联的洞察类别是：
- 实际正常运行时间与报告的正常运行时间之间的差异。
- EVSE 的年龄、网络和状态如何影响可靠性。
- 导致停机的因素以及提高正常运行时间的措施。
以下是分析得出的 6 个主要发现。
- 实际正常运行时间通常低于报告的正常运行时间。
- 软件不准确性加剧了可靠性缺陷并降低了驾驶员的信心。
- 设备的使用年限与各州的停机时间和可靠性差异相关。
- 充电可靠性因网络不同而存在很大差异。
- 造成停机和充电失败的原因有多种，但主要有以下几点。
- 解决有问题的站点可以减轻 EVSE O&M 的负担。
发现 1 – 实际正常运行时间通常低于报告的正常运行时间。
真实正常运行时间– 指的是电动汽车驾驶员在车辆充电时的实际体验，与通过应用程序、OCPP 或软件 API 从充电站或网络报告的状态进行比较。
分析过程中，实际运行时间和报告运行时间这两个数据之间存在明显差异。ChargerHelp 的专家检查了超过 4,800 个充电桩。其中约 15.4% 的充电桩经软件检测和现场检查均显示无法正常工作。然而，另有26.3% 的充电桩报告充电失败，这一比例相当高。约15% 的充电桩经现场测试和软件测试均显示在线可用。
根据Paren的数据，所有网络的平均实际站点正常运行时间为 84%，而站点自报的正常运行时间为 92%。估计范围为 72% 至 87%，而站点自报范围为 79% 至 100%。充电成功率为 84%，各网络范围为 69% 至 94%。采用实际正常运行时间计算，L2 和 DCFC 端口的故障率接近 18% 至 15%。
原因– 软件持续高估充电站的正常运行时间、持续为车辆充电的能力以及特定时间点的状态。
解决方案——应用相关系数来了解美国公共充电基础设施的状况。
发现 2 – 软件不准确性加剧了可靠性缺陷，降低了驾驶员信心。
ChargerHelp 的现场技术人员发现，16% 的电动汽车充电桩显示的运行和在线状态实际上并不正确，显示了错误信息（见图 4）。此外，10% 的充电桩未能通过测试充电。这些充电桩的在线和运行状态与应用程序和实际测试结果一致。在所有受检充电桩中，约 26% 存在软件和充电桩本身的错误。
- 误报 – 1.9% 的站点
- 误报率 – 10.5% 的站点
- 占用错误 – 3.6% 的车站
- 未记录的电站故障 – 10.3% 的电站
发现 3 – 设备年龄与停机时间相关，以及可靠性在各州的地理差异
EVSE 基础设施的使用年限与其故障率有直接关系。正如预期的那样，老旧站点的故障率更高，在 4 年左右出现明显的阶跃变化。
此外，拥有此类充电站的州，其充电站故障率也更高。根据美国联邦电力发展中心（AFDC）的数据，截至2023年底，美国各州拥有超过1000个公共二级（L2）和直流快速充电（DCFC）端口，覆盖美国东部、西部、南部和中东地区（见图8）。其中，4.7%的端口处于故障状态，故障率从北达科他州和阿拉斯加州的不足1%到华盛顿特区的10%不等。
相关因素：
- 主要政治派别（红州、紫州或蓝州）
- 州人口
- 州声誉（电动汽车友好/不友好）
- 电动汽车市场规模
一项新的测试表明，电动汽车在冬季几乎无法使用。想知道原因吗？
发现 4 – 充电可靠性因网络不同而存在巨大差异。
分析了20家拥有至少500个充电桩的充电网络运营商后发现，报告故障的充电站数量极少。而其他运营商的充电站中，有10%到20%持续处于停用状态。这种情况在2023年底较为普遍。
L2端口的故障率较低，通常在0-10%左右。相比之下，主要网络提供的直流快速充电（DCFC）端口的故障率高达10-70%。由此可见，电动汽车车主的糟糕体验并非一定与特定的端口或充电站有关。Paren指出，某些网络更容易在应用程序中显示错误的充电站状态，而其他网络则可能导致充电失败。
除网络运营商之外，影响 EVSE 可靠性和停机时间的因素。
- 具有同质单一 OEM EVSE 硬件的网络
- 由众多 EVSE 硬件 OEM 组成的异构网络
- 经营模式
- 个体经营者
发现 5 – 虽然某些问题占主导地位，但导致停机和充电失败的原因是多方面的。
存在多处损坏迹象，例如连接器、电缆、屏幕和机柜问题。最常见的损坏部件是卷收器和屏幕（见图 19）。支付系统状况与工作站的正常运行情况呈正相关。正常运行的工作站几乎没有支付问题，而其他工作站则存在支付系统故障或无法正常工作的情况。
根据ChargerHelp的分析，最常见的问题是内部组件故障或损坏，其次是通信和软件故障。这两个问题加起来占所有问题的三分之二以上。而电气问题和场地损坏加起来约占所有问题的2%。
发现 6 – 解决问题站可以减轻 EVSE O&M 的不成比例的负担。
ChargerHelp 对超过 32,000 个电动汽车充电桩 (EVSE) 的分析发现，66% 的问题是由工单造成的。仅有2.5% 的充电桩需要 4 个或更多工单，这给运维资源带来了压力，降低了网络正常运行时间和充电桩的可靠性。
根据Paren的数据，2023年下半年，一半的直流快速换流电站至少发生过一次持续一周的重大停电事故。此外，2%的电站发生过4次或更多次停电事故，累计停运时间在6个月内达到一个月。约10%的电站每周发生6至9次以上的停电事故，这意味着它们停运时间达到一个月或更久。由此计算，平均停运时间为2.57周，中位数为1周左右。注：此处提及的数据指的是2023年下半年发生的停电事故和修复情况。
建议使用
在美国，电动汽车充电站的可靠性取决于行业最初如何建设基础设施。确保充电站正常运行和状况良好非常重要。以下是根据 ChargerHelp 分析提出的一些建议。
1. 确保数据可访问性，包括通过 OCPP
这可以通过增强网络提供商和站点运营商对开放充电点协议 (OCPP) 和其他相关诊断信息的可访问性来实现。这样一来，问题的诊断将更加准确，无需进行广泛的物理故障排除。
2. 使用标准化数据报告协议有效测量正常运行时间
尽管联邦公路管理局对正常运行时间有了新规定，但对于如何衡量电动汽车充电的可靠性仍然存在分歧。因此，更新正常运行时间指标并匹配电动汽车驾驶员的实际充电体验非常重要。这样，报告的数据将更加准确和可靠。
3. 分配专门的 O&M 资金来维护和更新 EVSE 基础设施。
在美国，电动汽车充电基础设施既老旧又广泛。新设施的建设速度创下了历史新高。无论如何，确保基础设施的资金投入对于确保充电网络的可靠性和可用性至关重要。
通过鼓励创建电动汽车充电站维护的 RFP，承包商可以更好地了解工作。从而促进充电站的有效管理。
4. 实施全面的保修范围并结合标准化的故障排除协议。
完善的保修计划可保证充电站的可靠性和正常运行时间。保修应涵盖可能发生的各种潜在问题：从硬件故障到软件问题，包括人工和零件。这将确保高效快速地解决问题。
5. 推广行业领先实践，扩大技术人员培训和认证。
制造商和技术人员之间的沟通渠道应得到改善。这将减少等待时间并排除故障排除过程。这可以通过建立专用支持热线、加快现场技术人员支持的响应时间以及改进远程诊断工具来实现。
需要考虑的事实
电动汽车已成为美国减少交通运输领域二氧化碳排放的关键途径。消费者越来越青睐电动汽车在性能和成本方面优于燃油车的优势。此外，电动汽车在美国的销量也屡创新高，预计2023年销量将超过100万辆。
未来的成功取决于可靠的充电基础设施。基于此，过去三年美国公共电动汽车充电桩数量翻了一番，到2024年3月初已超过175,000万个。各大机构正携手合作，扩大充电基础设施规模，以支持未来几年数百万辆电动汽车的普及。这些机构包括《通货膨胀抑制法案》、能源与交通联合办公室（联合办公室）的国家电动汽车基础设施（NEVI）计划以及联邦两党基础设施法案。
近期， 《今日美国》、《华尔街日报》和彭博社等媒体报道了电动汽车充电体验（EVCS）方面的不足。这些问题严重影响了行业的声誉，并导致现有电动汽车车主/驾驶员感到不满。此外，这也减少了那些原本准备从燃油车转向电动汽车的潜在用户数量。
Plug In America 2024年5月的一项调查发现，40%的电动汽车车主对公共电动汽车充电设施的可靠性和可用性不满意。其中，约70%的车主在过去一年中遇到过无法使用或损坏的充电桩。
显然，无论是人们的认知还是现实，充电都未达到 NEVI 计划中 97% 的正常运行时间目标。此外，充电焦虑已成为当前和未来电动汽车驾驶员的主要担忧。它甚至取代了人们的续航里程焦虑，而续航里程焦虑曾阻碍人们做出改变。
总之，ChargerHelp 年度可靠性报告中的问题和解决方案、充电可靠性和软件问题在很大程度上降低了驾驶员的信心。10-20% 的充电站出现故障，DCFC 端口故障率很高。旧的 EVSE 和较长的建设历史增加了停机率，支付系统条件和其他原因也增加了停机率。
因此，解决有问题的站点并确保数据可访问性将提高性能。此外，新旧站点都需要标准化报告协议和运营和维护专项资金。
资料来源：ChargerHelp年度可靠性报告
