电动汽车充电基础设施发展趋势

李毅然　李杰

[提要] 在资源与环境问题日益严峻的当下，在政府的鼓励与消费者环保节约意识提高的良好环境中，电动汽车未来势必拥有广阔的市场与蓬勃的发展。充电基础设施作为电动汽车的基础尚未成熟，仍处于起步阶段，给消费者带来了顾虑，对电动汽车的推广造成阻力。本文基于国内实际情况，对充电基础设施建设成果进行介绍，详细分析当前基础设施存在的缺陷及面临的挑战，最后对充电基础设施建设进行前景展望。

关键词：电动汽车；充电基础设施；发展趋势

中图分类号：F4 文献标识码：A

收录日期：2017年9月18日

2016年，我国汽车产销均突破2，800万辆，这些汽车主要以化石燃料为能源。燃油汽车在提供便利的同时，消耗了大量宝贵的不可再生资源，也造成严重的环境问题。在资源与环境的双重压力下，发展电动汽车是必经之路。而电池具有强大的续航性能，能够方便高效且稳定地充电是电动汽车产业健康发展的重要前提和保障基础。因而，规划制定充电设施发展战略，是电动汽车实现广泛推广和应用的条件。

一、电动汽车充电设施发展现状

车载电池作为电动汽车的关键部分，充电效率、续航里程和使用寿命三大指标直接影响到电动汽车的发展。目前，车载电池主要有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池（磷酸铁锂电池和三元锂电池）三类。除少数短途公交车与景点观光车外，绝大部分电动汽车采用锂离子电池作为动力，故配套充电设施也基本服务于此。充电设备包含充电桩、充电站与换电站。其中，充电桩数量最多，安装密度最大，最贴近用户需求；充电站提供包含不同功率的交直流充电桩，服务于不同类型的汽车；换电站提供更换电池包服务，但需要专人操作，发展相对缓慢。纵观近年来充电设施的发展，大体呈现以下特点：

（一）电动汽车及其充电基础设施多层次、宽领域、蓬勃发展的格局基本形成。据统计，截至2016年，已建成各类充电桩共23万座，其中大部分为公共充电桩，各类型新能源汽车共计109.02万辆。充电桩数量与2015年底相比，增速超过400%。

在电动汽车推广的大环境下，京、沪、广、深等一线城市以及杭州、合肥、济南等二线城市已经初步形成了规模较大、相对成熟的城市充电网络；沪宁杭与珠三角地区大力发展城际充电网络；京沪、京港澳等高速服务区建成了高速路网省际充电系统。随着城市、城际、省际多层级的充电网络逐渐形成，充电基础设施网络正走向成熟。

（二）充电设施技术水平不断提高。目前，交直流充电桩、V2G、电池快速更换设备等已经实现国产化，且产品性能不断提高，已投入运营的交直流充电桩普遍在60～120kW之间，具有电池快充能力，极大地缩短了充电时间。充电设施的实时监控、计算、统计与检测报警等技术日趋成熟；此外，充电基础设施与互联网+、智能电网、云（e）快充等跨领域新技术的交叉结合也在试点运行。

（三）行业标准逐步完善。目前，国家已制定充电系统及设备、电池包、充电设施、充放电接口等部分约60余项技术标准，基本建立了电动汽车充电行业标准体系，增大了我国在电动汽车行业发展的主动性与影响力。

（四）国家配套支持、补贴政策陆续出台。近年来，各级政府和有关部门，贯彻落实相关决策部署，为电动汽车的推广和充电基础设施行业的发展制定和出台了一系列多方位的配套支持政策，包括购车补贴、充电服务指导价格和充电基础设施建设财政补贴等，为促进电动汽车产业的蓬勃发展提供了不竭动力。

二、充电基础设施存在的问题与挑战

纵观国内外，充电基础设施建设起步较晚，实现行业发展与完善还需迎接挑战与克服困难，推进难度依然较大。

（一）充电基础设施建设难度大。近年来，尽管电动汽车质量和规模显著提升，但是相较于传统燃油汽车，比例仍然较低。主要原因是消费者对电动汽车续航里程、电池寿命和充电便捷性存在顾虑。这一方面需要政府和行业专家引导消费者扭转消费观念，使其认识到电动汽车节能环保与行程成本低等优点；另一方面要打消消费者的顾虑，相关企业应当加大投入充电技术研发及基础设施建设。然而，设施建设涉及规划、施工、用电等诸多领域，在具体施行过程中，涵盖多个政府部门、用户群体和企业，利益主体多，诉求各不相同，其中存在利益冲突。只有解决了这些问题，电动汽车才能迎来发展的新格局。比如，充换电站占地面积广，用电需求大，现有站点布点偏僻，用户使用不便；社会公共停车场和小区私人车位充电桩建设涉及利益主体多而分散，难以统一协调。

（二）充电设施对电网运行的影响。目前，我国电动汽车及其相关行业进入高速推广发展阶段，充电基础设施数量与质量大幅提高。大量电动汽车充电所产生的集聚效应给配电网增加了较大的负荷压力；快充与慢充等不同的充电模式，对电网产生影响的强度与时间不同，需要分阶段、分类型将充电设施对电网运行的影响进行分析处理，妥善解决。

（三）电动汽车推广与充电基础建设不协调。电动汽车行业发展普遍着眼于汽车推广而忽视了充电设施完善，导致车桩配比失衡。截至2016年底，车桩配比为4.75∶1，有车无桩的问题突出。另一方面，因为充换电站布局不合理、充电桩通用性差，加之消费者对电动汽车认可度不高等原因，部分地区也存在有桩无车的现象。

（四）充电基础设施标准化建设尚未健全。國家已颁布的相关技术标准尚未得到企业充分重视，部分领域技术标准存在漏洞与缺陷，导致不同品牌的电动汽车与不同厂家生产的充电设备难以兼容匹配。通信协议、结算方式不统一，在缴费、电量查询、空余充电桩位置数量查询等方面服务未能充分满足用户需求，加大了用户对电动汽车的顾虑。故此，充电基础设施技术标准化亟须成熟与完善。

（五）配套政策不完善以及落实不到位。尽管目前各级政府与有关部门已出台了包括财税政策在内的一系列配套支持与管理政策，但是仍存在政策不完善或落实不到位现象。政策支持促进力度不够，充电基础设施发展要求与电动汽车政策不平衡与不匹配等问题。由于初期投入高，盈利缓慢，吸引社会资本参与建设难度大；价格机制不健全，与居民区、单位和社会停车场协调加装、新建充电设备的推动力度不够等诸多壁垒。

三、电动汽车充电基础设施发展重点任务

（一）扩大设施规模，提高充电便利性成為行业发展必然所趋。有效平衡各方利益诉求，推进充电基础设施建设。根据实际情况与发展前景，建设不同类型充电基础设施。把小区固定停车位、单位停车场专用充电桩作为建设主体，以建设停车场、临时停车位公用充电桩建设为辅助；在公交、出租车、共享汽车等公共领域积极发展充换电站；在中长途交通运输、物流等领域，发展城际、省际快充站与快换站，全面推进高速路网服务区充换电站建设，最终形成布局合理、便捷高效、功能完善的电动汽车充电服务网络。2020年，我国电动汽车总量预计达到500万辆，其中包括私家车和公用车共430万辆，其余以公共服务用车为主。充电设备包括专用充电桩430万座，公共充电桩50万座。车桩配比由2016年的4.75∶1变为1.04∶1，基本实现一车对应一桩，以满足用户日常需求。

（二）推动技术创新，让技术创新成为行业发展的根本动力

1、加快充电设施的技术创新。对于主流电动汽车来说，目前交直流充电桩可以实现30分钟将电池容量提升至90%。这就要求我们在新型储能材料、增强电池抗冲击能力和提高充电设备功率等方面做深入研究，将充电时间由目前的几十分钟缩短到十几分钟甚至几分钟，既改善了汽车的续航里程，同时使充电更加轻松便捷。

2、加强电网保障能力。配套电网作为充电基础设施发展的坚实保障，需要加强自身建设与匹配。根据实际条件与用户需求，合理制定相关的设计规范和标准，加强充电基础设施建设与改造完善，确保“设施建设，电网先行”。有效解决用户找桩慢、出行难等问题，持续提升充换电服务水平。

3、构建智能充电网络。建立“互联网+充电基础设施”的发展模式，与智能电网、智能交通、大数据平台等新理念、新技术相融合。提高充电基础设施与电网、用户的能量与信息互动。以用户为中心，引入互联网商业模式，加强数据统计管理，提供预约充电、空桩查询、移动支付、实时查询等服务，并积极拓展有关业务，提升电动汽车充电便捷性和设备使用效率。

（三）加快推进充电标准化建设，让标准成为行业发展的指向。相关部门需要与科研单位、企业密切沟通，尽快修订、完善、出台行业技术标准，并确保有效落实。对已有充电基础设施加以改造，计划建设的充电设备需要按照标准进行。同时，电动汽车生产厂家也要按照行业标准进行自身产品改进、设计与生产，打破行业内部由于标准不统一产生的割裂现象，实现汽车与充电设备标准统一、兼容互通。

（四）形成成熟的充电服务商业模式，让可持续商业成为行业发展的源泉。积极引入社会资本、技术，充分发挥国家电网、南方电网两大电网集团在充电基础设施领域的资金、技术与人才优势，加快车桩全寿命周期管理理念推广，加快充电基础设施商业化建设力度，整合城市公交、出租、共享汽车等公共资源，优先投入公共领域充电服务建设。由政府有关部门牵头，以相关企业为行业建设示范与主体，同时积极鼓励引导其他社会资本参与融入其中。通过相关法律法规与行业秩序规范生产建设与营运行为，尽快形成竞争有序、统一规范和持续健康发展的成熟商业市场。

四、结语

随着环境问题越来越受到重视，电动汽车产业势必迎来蓬勃发展的未来，因此有必要对充电基础设施建设进行深入探讨与研究，为充电基础设施明确发展前景与方向。

主要参考文献：

[1]郑朝成.城市交通低碳发展新途径——新能源汽车产业研究[J].价值工程，2017.36.28.

[2]刘畅，刘洪，李香龙，张晶，李康，张静，张旭.考虑路网与配电网可靠性的电动汽车充电站多目标规划[J].电力自动化设备，2017.37.8.

[3]丁希辰.电动汽车充电设施产业发展策略研究[J].江苏理工学院学报，2017.23.1.

[4]李立理，张义斌，周原冰，葛旭波.我国发展电动汽车充电基础设施若干问题分析[J].能源技术经济，2011.23.1.