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用烈火烹油，鮮花著錦來(lái)形容新能源汽車行業(yè)似乎不為過(guò)。

數(shù)據(jù)顯示，2022年，國(guó)內(nèi)新能源汽車持續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，產(chǎn)銷分別完成705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛，連續(xù)8年位居全球第一，同比分別增長(zhǎng)96.9%和93.4%，市場(chǎng)占有率達(dá)到25.6%，高于上年12.1個(gè)百分點(diǎn)。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2023年國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量有望破千萬(wàn)。

不僅國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)外的新能源汽車發(fā)展也呈爆發(fā)態(tài)勢(shì)。

2022年，全球銷售的新能源汽車數(shù)量達(dá)到1082萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了61.6%。其中，中國(guó)688.7萬(wàn)輛，占了全球63.7%的份額。其次是歐洲，去年銷售了超過(guò)230萬(wàn)輛電動(dòng)汽車。排在第三位的是美國(guó)，銷量為80萬(wàn)輛。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）數(shù)據(jù)，到2025年，全球新能源車銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到1500萬(wàn)至2000萬(wàn)輛。

至2025年，歐盟新能源汽車保有量將達(dá)2190萬(wàn)輛，2030年將達(dá)5800萬(wàn)輛。2025年，美國(guó)新能源汽車保有量將達(dá)1100萬(wàn)輛，2030年達(dá)3830萬(wàn)輛。

但目前配套建設(shè)的充電樁數(shù)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上電動(dòng)汽車的增速，比例嚴(yán)重失衡。從車樁比來(lái)看，中國(guó)為7：1，歐洲開(kāi)了幾年“倒車”，公共車樁比從五年前的6.9：1一直抬高到了16.4：1。美國(guó)的情況也不樂(lè)觀，2022年，美國(guó)新能源汽車保有量310萬(wàn)輛，公共車樁比為24：1。2022年美國(guó)新建公共充電樁2.36萬(wàn)個(gè)，同比下降24%，公樁建設(shè)相對(duì)滯后。

不難看出，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是海外市場(chǎng)，公用充電樁現(xiàn)階段數(shù)量仍然不足，而隨著汽車日益智能化，人們對(duì)車的定義也不限于交通工具，而是人的“第三空間”，服務(wù)需求增多，新能源車對(duì)補(bǔ)電頻次和容量的需求也逐步加大。面對(duì)如火如荼的新能源汽車市場(chǎng)，充電機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，天生自帶儲(chǔ)能和無(wú)人駕駛概念，充電機(jī)器人能否成為新能源行業(yè)下一個(gè)風(fēng)口？

充電機(jī)器人解決里程焦慮

充電機(jī)器人采用“電找車”的方案，解決了用戶的里程焦慮及充電不確定性，讓移動(dòng)上門充電，像打車和叫外賣一樣，通過(guò)將原本處于靜態(tài)環(huán)境下的儲(chǔ)能電池和充電樁，集成到具備動(dòng)態(tài)移動(dòng)能力的車中。當(dāng)用戶需要充電時(shí)，通過(guò)APP或小程序下單，充電機(jī)器人就會(huì)進(jìn)行上門充電服務(wù)。一汽紅旗官方曾在去年公布了由紅旗研發(fā)總院制作的首款可移動(dòng)智能充電柜機(jī)器人，是儲(chǔ)能加移動(dòng)機(jī)器人加工業(yè)機(jī)器人的三重結(jié)合。

紅旗移動(dòng)智能充電機(jī)器人根據(jù)紅旗給出的相關(guān)信息，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(guò)程中機(jī)器人可以根據(jù)車輛需要調(diào)整充電功率，具體充電速度尚未披露。儲(chǔ)能廠商也沒(méi)有落下。儲(chǔ)能賽道上的雙杰電氣在去年也推出了移動(dòng)充電機(jī)器人，主打儲(chǔ)能+機(jī)器人+新能源汽車概念。旗下的移動(dòng)充電機(jī)器人SCDE110為30KW充放電，自帶25KWH的機(jī)器人。

近日，新能源服務(wù)商能鏈智電（NASDAQ：NAAS）發(fā)布一款自主研發(fā)的充電機(jī)器人。據(jù)官方介紹，該充電機(jī)器人基于自動(dòng)駕駛、深度學(xué)習(xí)、3D視覺(jué)等底層技術(shù)，具有一鍵召喚自主尋車、機(jī)械臂自動(dòng)插槍充電、在線支付結(jié)算、自動(dòng)回倉(cāng)補(bǔ)電等功能，借此滿足電動(dòng)汽車移動(dòng)充電日益增長(zhǎng)的需求。

新能源廠商遠(yuǎn)景科技的零碳綠色充電機(jī)器人，也是儲(chǔ)能加移動(dòng)加機(jī)械臂的結(jié)合，一臺(tái)的造價(jià)在百萬(wàn)以上，單臺(tái)容量為70KWH，充放功率為42KW，2小時(shí)內(nèi)即可快速充滿一輛續(xù)航里程約600公里的新能源車。

國(guó)外目前最知名功能最全面的移動(dòng)充電機(jī)器人是EV Safe Charge的Ziggy。Ziggy不支持充電槍全自動(dòng)插拔，但加了很多額外的功能，比如搶車位，互動(dòng)廣告，既增加車主的使用體驗(yàn)也為停車場(chǎng)增加了收入來(lái)源。

三星充電機(jī)器人早在2020年，大眾就推出移動(dòng)充電機(jī)器人Mobiler Laderoboter，配有攝像頭，激光雷達(dá)和超聲波傳感器，使用機(jī)械臂和25KWH電池為汽車充電。

國(guó)內(nèi)外玩家紛紛入局，看中的是來(lái)自充電機(jī)器人不容小覷的市場(chǎng)空間。據(jù)Navigant Research發(fā)布的移動(dòng)式電動(dòng)車充電設(shè)備研究報(bào)告，移動(dòng)充電解決方案的商業(yè)化占整個(gè)電動(dòng)汽車充電設(shè)備市場(chǎng)的0.5%，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的160億美元增長(zhǎng)到2030年的600億美元，但更大的想象空間遠(yuǎn)不于此。

充電機(jī)器人的落地場(chǎng)景在哪里？

與充電樁相比，充電機(jī)器人有著眾多優(yōu)勢(shì)。

首先，充電機(jī)器人使汽車充電與電網(wǎng)供電分離的模式，成為了一種有效分散高峰期用電壓力的途徑；

其次，在老舊小區(qū)、無(wú)私家車位等有限場(chǎng)景下，難以安裝充電樁，充電機(jī)器人可以有效解決這一難題，同時(shí)充電機(jī)器人所需場(chǎng)地費(fèi)用少，也沒(méi)有固定充電樁、電纜鋪設(shè)的費(fèi)用；

最后，充電機(jī)器人可以移動(dòng)，有效避免車輛充滿電后無(wú)法及時(shí)開(kāi)走的情況，提高了充電資源利用效率。

目前充電機(jī)器人主要有三類不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，分別為一體化、分離式、掛吊/平放協(xié)作機(jī)械臂式。

一體化的充電機(jī)器人主要是指機(jī)器人底部為充電電源，上部為協(xié)作機(jī)械臂。這是電源與機(jī)器人一體化的一類充電機(jī)器人，類似于復(fù)合機(jī)器人，但此類機(jī)器人由于一體化的設(shè)計(jì)。電池容量相對(duì)會(huì)較小，上文提到的遠(yuǎn)景科技產(chǎn)品為此類產(chǎn)品。

分離式的充電機(jī)器人主要是指前文提及的，2020年大眾的Mobiler Laderoboter。充電機(jī)器人分為動(dòng)力端和電池端兩部分，動(dòng)力端帶有自動(dòng)導(dǎo)航和CAR-X通信系統(tǒng)，可以牽引電池端至車輛所在位置、為其連接充電后離開(kāi)，可以提升整體運(yùn)營(yíng)效率。

掛吊/平放協(xié)作機(jī)械臂式的充電機(jī)器人，主要是指將協(xié)作機(jī)器人通過(guò)掛吊或與充電樁結(jié)合，從而讓用戶通過(guò)APP等操作平臺(tái)即可完成充電的動(dòng)作。通過(guò)協(xié)作機(jī)器人與充電樁的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)新能源汽車自動(dòng)充電，減少充電槍損耗，提升新能源車主的使用體驗(yàn)。

阻礙不是沒(méi)有。

從工作原理上看，自動(dòng)充電機(jī)器人技術(shù)并不復(fù)雜。主要由機(jī)械臂及運(yùn)動(dòng)控制算法、充電口感知系統(tǒng)及定位算法、充電槍及傳導(dǎo)充電線束3部分組成。

當(dāng)車輛泊車后，充電機(jī)器人通過(guò)感知系統(tǒng)定位充電口，機(jī)械臂根據(jù)充電口的坐標(biāo)將充電槍頭對(duì)準(zhǔn)充電口，插接到位。在充電過(guò)程中，保持充電槍穩(wěn)定連接狀態(tài)，充滿電后，機(jī)械臂進(jìn)行拔槍操作，自動(dòng)充電過(guò)程結(jié)束。

但工作原理雖然簡(jiǎn)單，但在考慮到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景之后，自動(dòng)充電機(jī)器人想要大規(guī)模普及必須要突破兩大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

1）復(fù)雜環(huán)境下充電口的精確識(shí)別與定位問(wèn)題。如果電動(dòng)汽車?？康沫h(huán)境光線或者地理位置不佳，需要先進(jìn)的圖像識(shí)別與定位算法，幫助充電機(jī)器人更快更準(zhǔn)確地找到充電座。

2）機(jī)械臂插拔過(guò)程中的柔順性控制問(wèn)題。電動(dòng)汽車充電插座的安裝位置和角度各不相同，如果控制不當(dāng)，容易造成充電座及充電槍非正常磨損。因此，機(jī)械臂的柔順性控制技術(shù)十分關(guān)鍵。針對(duì)上述兩項(xiàng)亟需突破的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，不同的技術(shù)路線給出了差異化的解決方案。

表1 充電口識(shí)別與定位技術(shù)路線分析

表2 插拔過(guò)程柔順性控制技術(shù)路線分析

與此同時(shí)，目前一些充電機(jī)器人會(huì)有自動(dòng)尋車功能，其中涉及的自動(dòng)駕駛技術(shù)也是比較大的技術(shù)難點(diǎn)。這要求機(jī)器人具備完善的環(huán)境感知與定位，從而實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃和車輛控制，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能。除了技術(shù)問(wèn)題之外，自動(dòng)充電機(jī)器人的成本同樣重要。對(duì)于日常消費(fèi)，用戶會(huì)高度關(guān)注性價(jià)比。

充電機(jī)器人、充電樁與無(wú)人駕駛將有效協(xié)同

目前，鑒于技術(shù)與成本，充電機(jī)器人尚未大規(guī)模商業(yè)化，也有不少業(yè)內(nèi)人士提出，對(duì)新能源汽車來(lái)說(shuō)，隨著未來(lái)充電場(chǎng)站建設(shè)的日漸完善，移動(dòng)充電模式，未來(lái)能成為主流嗎？

能鏈研究院認(rèn)為，面對(duì)充電這樣一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)，充電的形態(tài)一定是多元化、場(chǎng)景化需求的存在，不存在一種方式“吃掉另一種方式”。不同的充電方式滿足不同的場(chǎng)景需求。而隨著新能源汽車補(bǔ)能方式逐漸多元化，電也在以多樣化形態(tài)在終端銷售，包括充電樁、移動(dòng)充電、換電等。因此，移動(dòng)補(bǔ)能市場(chǎng)在未來(lái)有近萬(wàn)億級(jí)的想象空間。

眼下，在一些不適合建造固定充電樁的地區(qū)，充電機(jī)器人具備實(shí)用價(jià)值，能夠解決新能源汽車充電不便等問(wèn)題。而充電機(jī)器人可以自由移動(dòng)、占地面積也小、部署更加靈活便捷、充電操作也更簡(jiǎn)單，使充電機(jī)器人應(yīng)用不用受太大環(huán)境因素影響，適應(yīng)性與自主性也都很強(qiáng)。

更為重要的是，機(jī)器人代替人為電動(dòng)汽車充電是已經(jīng)可以看得到趨勢(shì)。雖然目前還沒(méi)有普及，但自動(dòng)充電的需求隨著電動(dòng)汽車的普及及消費(fèi)者對(duì)充電體驗(yàn)的提升正在慢慢發(fā)酵。

未來(lái)的充電口也將實(shí)現(xiàn)智能化，可以實(shí)現(xiàn)與充電機(jī)器人的信息交互，自動(dòng)將充電口的坐標(biāo)信息發(fā)送給充電機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)充電蓋自動(dòng)開(kāi)蓋。自動(dòng)充電機(jī)器人通過(guò)提升充電體驗(yàn)，未來(lái)將與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)形成戰(zhàn)略互補(bǔ)力，有效促進(jìn)新能源汽車發(fā)展。

充電機(jī)器人、換電站這些讓汽車充電與電網(wǎng)供電分離的模式，無(wú)疑可以緩解一部分充電壓力。眼下，充電機(jī)器人已經(jīng)有了往儲(chǔ)能V2G方向發(fā)展的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更好的能源利用率。在此基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建整個(gè)移動(dòng)補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)，提升新能源車主充電體驗(yàn)，減少碳排放。

更大的想象空間在不遠(yuǎn)的未來(lái)，隨著自動(dòng)駕駛逐漸成為現(xiàn)實(shí)，充電機(jī)器人將會(huì)更好的滿足自動(dòng)駕駛的充電需求，移動(dòng)補(bǔ)能市場(chǎng)將滿足未來(lái)社會(huì)智能化和無(wú)人化的需求。

參考資料：[1] 汽車電器 《自動(dòng)充電機(jī)器人技術(shù)路線及發(fā)展趨勢(shì)分析》 2022年12月

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