《新能源汽車充電基礎設施技術年度跟蹤報告（2019年）》（以下簡稱《報告》）是電動汽車產業技術創新戰略聯盟（以下簡稱“聯盟”）2019年共性技術課題研究成果，由聯盟充電基礎設施及商業模式專業委員會研究編制，是國內外充電基礎設施產業及技術進展的年度性跟蹤報告。

《報告》主體框架包括：

一、我國充電基礎設施產業發展現狀

    • 充電基礎設施產業綜述

    • 充電基礎設施建設情況

    • 充電基礎設施運營網絡發展現狀

    • 充電基礎設施行業態勢

    • 用戶充電需求分析（典型城市案例）

二、國內外充電技術發展現狀

三、充電基礎設施發展趨勢與建議

 

報告部分成果

01 我國充電基礎設施產業發展現狀

1. 充電設施規模與充電總量快速增長

  【產業規模】2019年充電基礎設施保有量繼續保持増長勢頭，全國充電基礎設施累計數量為121.9萬臺，同比增加50.8%。其中公共類充電樁累計51.6萬臺，較2018年33.1萬臺同比增長55.9%；私人充電樁累計70.3萬臺，較2018年47.7萬臺同比增長47.4%。

  【車 樁 比】2019年新能源汽車累計銷量達420萬輛，車樁比達到3.4:1；當年充電基礎設施增量為41.1萬臺，新能源汽車增量車樁比約為2.9:1，公共類充電基礎設施穩定增長，隨車配建充電設施與新能源汽車保持同步。

  【充電總量】2019年各月充電電量呈快速上漲態勢，純電動汽車單車月充電量由1月份的218.3kWh增加至12月份的260.9kWh。年度新增純電動汽車充電量持續增加，新增純電動汽車月均充電量達336.4kWh。

數據來源：中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟

2. 充電服務質量與體驗顯著提升

  【功率體驗】隨著充電設備電源變換技術的發展，設備功率配置已發生了很大改變，電源模塊功率密度和電能轉換效率大為提高。直流充電樁充電功率由早期的10～30kW提升至60～90kW及以上，輸出電壓由550V提升到750V。新增充電設施的服務能力快速提升，充電體驗不斷改善。

  【互聯互通】2019年度相關測評數據顯示，基于2015版充電接口標準實施，一次性成功連接充電率已達到98%以上，用戶體驗較大改善。2019年啟動了對GB/T27930-2015充電接口數據通信協議標準新一輪標準升級修編工作，平臺信息交換互聯互通10項系列標準已啟動測評驗證。在此基礎上，即插即充已成為進一步提升用戶充電體驗的新需求。

  【充電安全】為加強充電安全監管，各地陸續出臺了相關政策措施。充電運營商正在加快充電安全冗余防護主動安全技術研發和實施進程。充電監控平臺可以對充電過程進行全程監測管理，在車輛充電時，實時掌握充電設備及車輛電池管理系統工作狀態，系統能夠更加精準做出判斷，調整充電控制策略或提前發出充電安全風險預警，從而大大提升了充電過程安全。

3. 私樁充電仍為第一選擇，公共充電支撐電動汽車快速發展，換電技術成為補充

  【私樁充電】從充電量分析看，選擇社會公用場所進行充電占比為19.8%，選擇私有場所進行充電占比為81.2%，私樁充電仍然是滿足充電需求的第一選擇。

  【公共充電】目前仍有30%～40%左右的電動汽車用戶無法配建自有充電樁，公共充電設施已成為城市便利充電的主力支撐。據新能源汽車國家大數據平臺統計數據顯示，公共充電場站周邊的新能源汽車市場增長速度比周邊無公共充電場站高出3倍，公共充電網點分布密集度與使用頻度與附近地區新能源汽車的銷售狀況存在直接正相關性影響。

  【換電模式】截至2019年，已建成換電站約306座，主要服務于出租車等營運車型，成為公共充電的補充形式。但從產業層面看，換電運營模式仍需通過政策、市場及標準引導，逐步形成共享換電模式，提高換電站資源利用的社會價值。

4. 產業集中度不斷提高，產業生態深度融合，商業模式創新升級

  【產業集中】公共充電基礎設施運營商集中度進一步增加。充電樁運營數量超過1萬臺的充電運營商共有八家，其充電樁運營總數達到465658臺，占比達90.17%，前三大充電運營商依然為特來電新能源有限公司、萬幫充電設備有限公司星星充電和國家電網有限公司，共運營充電樁356333臺，占比達69%，已形成了充電運營第一梯隊，其他充電運營商的充電樁數量也在穩定增長。

  【分布區域】從建設區域上看，廣東、江蘇、北京、上海、山東、浙江、安徽、河北、湖北、福建等前十名地區的公共充電基礎設施數量占全國總量的74.0%。

  【產業生態】充電服務行業頭部運營商在擴大充電設施建設規模的同時，也加快了互聯互通規模，并著手產業生態聯盟戰略布局，通過整合產業資源，謀求在產業鏈中占據有利位置，以疊加更多產品和服務，最大化贏取產業發展紅利。各充電服務運營商已開始探索內聚外聯整合，通過多元化成立合資公司、開展戰略合作等方式實現優勢資源互補，營造有序競爭的良好產業生態環境，并不斷擴大充電服務生態圈。

  【商業模式】平臺即服務已深入運營理念，多元化聚合共建呈現亮點。數字化在提升傳統產業的同時，也正在重新定義新型充電基礎設施服務模式。通過AI、大數據、IoT和大中臺等先進技術，打通充電上下游全產業鏈，實現充電與能源供需兩端的信息融合，多元化參與資源聚合推動產業各環節、各實施主體參與聚合式開放平臺，孕育業務功能和商業價值。出行平臺開展充電設施領域跨界整合。電動汽車分時租賃運營商也在向充電設施領域滲透，以其快速發展成為行業中有影響力的聚合平臺。

02

國外充電基礎設施技術發展現狀

1. 大功率充電技術進展

  日本方面發展快速充電的態度較為謹慎，歐美地區在快速充電方面比較積極，將快速充電功率定義在350～400kW，歐洲地區未來定義的快速充電電流將達到500A，并采用1000V電壓平臺。目前歐洲在高速公路沿線建成400座快充站，間距不超過120km，大約是150kW的充電功率為主，其中一部分配置了360kW輸出功率，技術上攻克了大功率充電的充電安全、溫升控制、通信協議等問題值得借鑒，該充電技術具有全球共性特征。

2. 無線充電技術進展

  日產公布了關于一套無線充電系統的相關信息，該系統被形容為“未來加油站”；這套無線充電系統由日產和Foster + Partners公司共同開發；首款搭載車型為日產聆風。奔馳、寶馬研發電動汽車無線充電技術。奔馳已經在S級車上進行測試，而寶馬則應用到HEVi8上。

  奧迪推出充電效率90%的無線充電系統，這套系統的最大特點是供電線圈為可升降形式。龐巴迪研發無線充電系統PRIMOVE，充電功率可達100kW以上，2015年將該系統應用在純電動巴士無線充電中，在德國曼海姆、柏林、不倫瑞克市等地進行了運行。

  寶馬BMW在2018款530eiPerformance款混動汽車上搭配了無線充電技術，該系統搭配了一塊充電板，充電板與220V電源相連，僅需3.5個小時就能充滿9.4kWh的電池組，整套系統或將于2020年量產。

  韓國科學技術研究院（KAIST）針對電動汽車動態無線充電技術進行了深入研究，并于2013年起在龜尾市等多地進行測試應用。

3. V2G能源互動技術進展

  美國：2019年，在紐約州能源研究與開發局支持下，于紐約城市大學皇后學院內通過3臺可單向互動和3臺可雙向互動的電動汽車，展示了互動的實際收益。

  歐洲：2019年，英國蘇格蘭與南部電網公司、牛津大學等在牛津鎮開展了一項包含電動汽車互動的綜合能源示范工程，通過中立的“市場整合者”提供實時信息，使當地能源市場能夠有效運作。

  日本：2019年，日本三菱汽車公司、日立系統電力服務有限公司、東京電力能源合作伙伴和東京電力控股公司等六家公司，在日本5個地方開展“V2G整合項目”的示范，將電動汽車作為虛擬電廠，平衡新能源及電網穩定之間的關系。此次項目將總共使用59輛EV/PHEV，創建日本最大的試驗環境。

03

國內充電基礎設施技術發展現狀

1. 大功率充電（HPC）技術進展

  大功率充電技術研發取得技術評估首期驗證階段成果。2019年開展了大功率充電機制冷式連接器技術開發及互操作設施活動，已在北京、南京、常州、深圳、長春等地同時開展了前期技術驗證，乘用車功率范圍覆蓋240～360kW，由車企、電池企業、充電鏈接器企業聯合開展了互操作測試活動，積累了第一手實驗數據，實現了大功率充電（HPC）技術儲備。

2. 小功率直流充電技術進展

  目前已有車企和設備廠商正式發布面向乘用車的小功率直流充電方案，充電功率在10～22kW。涉及小功率直流充電行業標準的升級工作正在預研中，預計2022年前后將明確相應技術標準化要求。隨著技術及應用場景的不斷深入，小功率直流充電技術將成為代替常規交流慢充樁的一個極具可能的發展選擇，預計在2025年以前將較大批量投入商業應用。

3. 快速電池更換技術進展

  截止2019年底已在全國50多個城市及多條主干高速網絡上建設了換電站300余座，服務局部區域出租車、公交車以及私家車累計50000余輛，總換電次數超過220萬次。完成了快速更換電池結構、電池箱鎖止機構、電池箱冷卻接口通用技術要求三項能源行業標準編制，明確了電池更換鎖止機構不少于3000次（約80萬公里壽命預期）使用壽命要求。

4. 無線充電技術進展

  中科院電工研究所歷時三年時間，基于多線圈耦合中距離無線充電技術研制的“3.3kW無線充電系統”已成功在北汽E150EV電動汽車上裝車應用。該系統由高頻電源、地面發射線圈，車載接收線圈、車載充電機和車載人機交互系統構成。系統的傳輸距離20mm，最長感應距離可達50mm，最大傳輸功率3.3kW，整體最大傳輸效率90.5%。

  我國無線充電技術頻段終獲明確，無線充電互操作技術測評順利進展。2019年我國無線電管理部門發布無線充電使用頻段。行業標準化組織發布了無線充電原副邊互操作標準技術路線，啟動了電動汽車無線充電系統臺架互操作測試活動、通信協議測試及無線充電系統互操作測評等活動，將采取分階段制定方法完善無線充電技術系列化標準。

5. 互聯互通平臺信息交換技術進展

  目前各運營商與車企或租車平臺數據互聯進展較為迅速，主流運營商已實現充電數據與車企間協作分享，這個得益于中電聯于2015年啟動《電動汽車充換電服務信息交換CEC102》1-4部分團體標準擬制，2016年完成團體標準發布。2018-2019年該標準啟動了修訂工作，增設5～10部分內容的編制，目前各部分標準正處于技術驗證和意見征詢修改階段，通過審核后將以行業標準發布。

6. 柔性充電堆技術進展

  關鍵技術：1）功率融合+動態分配技術：建立功率池，按需分配功率，實時動態調整；2）寬電壓范圍輸出技術：采用DC/DC輸出側串并結合的輸出控制模式，輸出電壓覆蓋200～950V，電壓適用范圍廣；3）有源功率因數校正技術：采用三相有源功率因數校正技術，功率因數高達0.99，電流諧波畸變率低于3%，達到綠色電源標準；4）全數字控制技術：全面采用數字化控制，抗干擾能力強，可靠性高，控制方式靈活；5）大數據分析和專家診斷技術：實時采集充電及環境數據，并進行數據記錄和發掘分析，提高了充電安全性。

  目前，國內已有多家設備制造商開發了柔性控制充電堆產品，其中深圳奧特迅最早推出充電堆產品，已建設80余座集約式柔性公共充電站。

7. 恒功率充電技術進展

  恒功率特性電源模塊技術可適應車輛充電寬電壓范圍的功率需求，具有與快充電壓區形成良好的匹配機理，可以實現恒功率輸出特性。恒功率范圍由原先的400～750V調整為330～750V，拓寬了恒功率控制范圍，預期今后數年內，恒功率電壓控制范圍將進一步拓寬為300～750V，甚至實現200～750V全范圍恒功率輸出。

8. SiC電力電子技術進展

  新型電力電子SiC技術的出現，電源變換損耗更小，功耗減少，便于充電設備功率密度進一步提高，設備體積變小，溫升減低，利于充電設備長壽命使用。當前市場上已出現20kW、30kW規格。SiC與Si器件相比，其主要優點為:(1)低導通阻抗；（2）良好的高溫特性；（3）更高的耐壓等級；（4）幾乎沒有反向恢復的影響。

9. 有序充電技術進展

  有序充電也稱“智慧充電”，在北京、上海、江蘇、河南、山東五個城市試點共計6個臺區160臺有序充電樁完成首個規?；茝V應用示范驗證。根據小區實時用電負荷、用戶需求、峰谷電價等因素，動態控制調整充電樁輸出功率，從而最大限度提高廣大用戶的能源使用效率，節省用電成本，為用戶提供有序、便捷、經濟的充電服務。同時，也緩解了老舊小區電網改造困難的電動汽車充電難題。

10. V2G互動技術進展

  多城市建立了“光儲充”微電網試點站，開展電動汽車電能互動微電網系統搭建，探索了多主體跨行業能源資源共享及智慧能源協同解決之道。面向電能雙向互動及電動汽車充電、電力需求側管理、微電網等技術及應用場景，建立了基于 “互聯網+”智慧能源服務平臺的系統運行管理與服務支撐模式。

 

課題背景介紹

   為推動電動汽車產業技術進步，電動汽車聯盟成立以來持續開展電動汽車關鍵零部件及共性技術研發工作，建立了“需求導向、共同投入、成果共享”的合作創新研發機制，即聯盟成員單位共同投入研發經費、共同研究、成果共享。截至目前，聯盟已開展了電動汽車相關37項關鍵零部件及共性技術課題研究（其中2019年12項課題研究），并在聯盟成員單位進行共享。近期，聯盟將通過公眾號分享2019年部分研究成果。

  2020年，聯盟圍繞電動汽車整車及動力電池安全技術，將繼續啟動4項課題研究工作，具體如下：

• 電動汽車電池系統安全風險監測及故障預警規范研究（運行過程/充電過程）

• 電動汽車動力電池產品質量通用規范研究

• 純電動乘用車整車下落試驗評價規范研究

• 純電動乘用車底部抗碰撞能力要求及試驗方法研究

有意愿參與課題研究的單位可與聯盟秘書處聯系。

聯系人：劉國芳，18911615784，lgf@sae-china.org