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撰文 |张浩程
高工智能汽车研究院数据显示，2021年新能源汽车市场占有率增速可人，2021渗透率达到14.2%。这意味着在中国每有十辆新车销售，就有1-2辆为新能源车。
如何满足日益增长的充电需求是个非常有想象力的蓝海市场，充电机器人应运而生，大有从概念到产品，乃至量产的趋势。
充电机器人 VS 充电桩
充电桩自然是第一选择，然而充电桩并非想建就能建的，这里面业主、运营商、物业、电网几方面纠缠不清，成本、效率、维护各个方面也存在种种问题。
但充电桩一日不大规模落地，新能源车主的心就一日不得安宁，你永远不知道你的车能否撑到下个充电桩，也不知道下个充电桩是否会有空余充电位置留给你，由此，充电机器人有了应用空间。
据了解，充电机器人可以把小型移动充电站拖到相应的车辆面前，并连接到汽车充电口上。其工作原理是通过应用程序或Car-to-X通讯将机器人与电动车之间建立关联，机器人移动电池给电动车充电，车辆充满后，机器人再将电池带回中央充电站进行充电，随后进行下一轮的作业。
与充电桩相比，充电机器人有着众多优势。首先，充电机器人使汽车充电与电网供电分离的模式，成为了一种有效分散高峰期用电压力的途径；
其次，在老旧小区、无私家车位等有限场景下，难以安装充电桩，充电机器人可以有效解决这一难题，同时充电机器人所需场地费用少，也没有固定充电桩、电缆铺设的费用；
最后，充电机器人一般可以移动，可以有效避免车辆充满电后无法及时开走的情况，提高了充电资源利用效率，在公共停车场等场景下是行之有效的答案。
但与此同时，充电机器人也拥有着较多的限制条件。其一，充电机器人的电池容量较低、充电功率较校目前电动车电池包容量不断提升、逐步应用800V高压平台，电池容量和充电功率均远低于这些电动车的充电上限，很多时候可能服务完一辆车之后，就需要给自己重新充电。
其二，充电机器人自身需要充电，需要额外提供一块空地来摆设机器人充电站，会有一定的空间占用情况。
其三，充电机器人主要的使用场景为停车场，在室外场景下，充电机器人避障、视觉、路径规划的技术难度较大。
产品落地少，厂商玩概念多
目前，充电机器人虽然仍是个较小的赛道，但已有部分玩家入局，远景科技、大陆集团、大众、爱驰等一批汽车产业链相关企业以及部分协作机器人厂商、移动机器人厂商均有少量关于充电机器人的布局情况。
据了解，目前充电机器人主要有三类不同结构的产品，分别为一体化、分离式、挂吊/平放协作机械臂式。
一体化的充电机器人主要是指机器人下面为充电电源，上面为协作机械臂的将电源与机器人一体化的一类充电机器人，结构类似于复合机器人，但此类机器人由于一体化的设计，其电池容量相对会较小，远景科技、爱驰等的产品均为此类产品，协作机器人、移动机器人厂商的充电机器人产品也属于此类。
非夕科技也推出了用于新能源汽车充电的复合移动自适应机器人，在插入过程中通过力控晃动实现柔性插接，避免对充电枪、充电口的损伤或损耗，5s内可完成插接动作，实现单台机器人响应多个充电需求，柔性、通用、智能地完成智慧停车大场景下的汽车充电、养护等任务。
遨博协作机器人也推出了新能源汽车充电方案，该方案集成了自动化技术及全场景复杂环境下可靠的视觉系统，结合行业领先的机器人技术与现代工业设计，为新能源公交车停车场和公共停车场无人充电场景提供了一套完整的解决方案。
艾利特机器人与生态合作伙伴共同打造的移动智能充电机器人，接到指令自动前往指定地点，协作机器人结合视觉系统准确识别插入充电口，并对车辆进行充电，已成功应用于华北以及华东某知名新能源汽车厂。
分离式的充电机器人主要是指2020年底大众所推出的The mobile charging robot方案，该方案将充电机器人分为动力端和电池端两部分，动力端带有自动导航和CAR-X通信系统，可以牵引电池端至车辆所在位置、为其连接充电后离开，可以提升整体运营效率。
挂吊/平放协作机械臂式的充电机器人，主要是指将协作机器人通过挂吊或与充电桩结合，从而让用户通过APP等操作平台即可完成充电的动作，这多为优化新能源车车主的客户使用体验，开迈斯、广汽埃安AION的充电机器人产品均属此类，同样有部分协作机器人厂商推出了此方面的应用。
珞石推出的柔性协作机器人xMate，采用高动态力控技术，具备如同人类手臂肌肉控制的柔顺特性和力感知能力，能够灵活柔顺地完成充电枪插拔过程，避免卡死现象，减少充电枪耗损。此外，xMate小巧轻便、灵活易部署，结合视觉进行拍照定位，充分满足对识别并插入充电口的准确性以及稳定性、可靠性等方面的要求，已在汽车自动充电场景落地应用。
节卡机器人不断挖掘客户深层需求、拓宽应用场景，同样推出了机器人充电桩产品，该产品通过协作机器人与充电桩的结合，可以实现新能源汽车的自动充电，有效减少充电枪损耗，优化了新能源车主的使用体验。
从落地情况来看，除远景科技的Mochi已量产，其余汽车厂商的充电机器人产品仍未开始量产，而协作机器人厂商、移动机器人厂商的充电机器人更多是概念产品以及DEMO，距离大规模应用仍有一定距离。
充电机器人“照”得进现实吗？
中国充电联盟数据显示，截至2021年10月，联盟内成员单位总计上报公共类充电桩106.2万台，其中直流充电桩43.6万台、交流充电桩62.6万台、交直流一体充电桩406台。2020年11月-2021年10月，月均新增公共类充电桩约3.30万台。
同时高工智能汽车研究院数据显示，中国新能源汽车渗透率逐渐提高，2018年-2021年新能源乘用车的渗透率分别为4.3%、4.2%、5.9%、14.2%，预计到2022年，新能源乘用车的渗透率将会达到25%。
从充电桩增长的速度与新能源汽车增长的速度来看，充电桩增长的速度慢于新能源汽车增长的速度，在充电难持续的时间内，充电机器人仍有较大的想象空间，但能否照进现实仍不可知。
行业相关人士认为，充电机器人在本质上是一个类似于换电站的过渡产物，到电动车全面普及阶段，充电桩做到基本覆盖时，充电机器人的市场需求将会较小，但目前而言，是一个有想象空间的产品。
充电机器人要走向现实、真正落地仍要解决诸多难题。
第一件事就是打破技术的壁垒，既包括移动机器人的技术壁垒，也包括储能上的技术壁垒和与车辆的匹配性难题。
高工移动机器人注意到，移动充电机器人从结构上属于移动机器人+机械臂的复合机器人，再加上末端的视觉相机部分，这样的结构对于整体的控制流程以及精度问题有着较高的要求，此外，停车场多位室外环境，这对移动机器人的导航规划能力和精度都有着更高要求。
在充电机器人作业时，移动机器人首先需要找到汽车充电口的位置，由于汽车的停放位置不固定，这对移动机器人的定位精度有着很高要求。当找到相应的汽车时，末端执行器部分要开始作业，由于新能源汽车的充电桩大功率交流电，所以相比于油枪，充电口极为复杂，要准确的找准每一个针口，难度很高。
而在储能上，充电机器人的容量、充电效率被新能源技术的发展所限制，短期内仍无法突破。
在与汽车的匹配性难题上，主要存在着三大难点。第一是充电接口的标准不统一，给充电机器人的设计增加了工作量和难度。第二是各品牌车辆的充电接口位置不统一，有的在车身前侧，有的在车声后侧；同时不同的停车方式，其充电接口的位置也会有所不同。第三是充电接口的防护盖子打开方式各不相同，有不同的锁紧机制，打开和关闭方式具有挑战。以上三点对机器人的技术提出了高要求。
第二件事就是降低充电机器人成本。从结构看，充电机器人至少包括移动机器人底盘、储能电源、协作机械臂、视觉模组等四个部门，同时对精度等有着高要求，这就导致充电机器人的成本较高。
而对于新能源汽车而言，其重要吸引力之一就是同等续航下的低成本，一般而言，新能源汽车与燃油车行驶相同的距离，其电费成本只有油费成本的1/4到1/5，甚至更低，充电机器人的高成本会分摊至新能源车车主身上，导致新能源汽车充电成本的增高。
第三件事就是需要拥有更广阔的市场想象空间。毫无疑问，充电桩的充电成本将低于充电机器人的充电成本，那么当充电桩开始普及，充电机器人的想象空间要在哪、如何与充电桩开展错位竞争也是企业需要衡量的重点之一。
行业人士认为，立体车库与充电机器人的结合会是充电机器人的未来之一，随着用地成本的增高，立体车库会是未来的趋势之一，而立体车库如果能与充电机器人进行捆绑，充电机器人的想象空间将极为巨大。
高工机器人产业研究所（GGII）分析师蔡庆伟表示，充电问题一直是影响消费者购买新能源汽车最大的问题，也是车主在实际使用过程中的最痛的痛点。我们假设续航里程和充电速度不变，则车桩比（新能源汽车保有量/充电桩保有量）可以简单反映市场对充电机器人这种“轻型”充电模式的需求情况，而这个数值在2021年是持续上升的，说明市场需求是在持续增加的。
蔡庆伟进一步表示，对于充电机器人厂商而言，需要注意的是，不管是续航里程增加、充电速度加快、充电桩数量增加、还是换电模式的兴起，实际上都是利空充电机器人市场的；而当前充电机器人无论是技术还是成本都没有达到规模应用的标准，短期内无法有效解决车主痛点形成市场的良性循环，即市场的切入点是准确的，但是否是以充电机器人的形式，需要打一个问号。
从目前来看，充电机器人要照进现实仍有较大的难度。未来，让我们拭目以待？
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