車輛工程 新能源汽車充電樁發(fā)展

新能源汽車充電樁發(fā)展摘要：為了改善環(huán)境質(zhì)量，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展，新能源電動(dòng)汽車因零排放、低噪聲和低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)得到國(guó)家的大力支持與大眾的高度認(rèn)可。隨著新能源電動(dòng)汽車的不斷增加，充電樁的建設(shè)和發(fā)展便成為當(dāng)前的重中之重，但現(xiàn)在市面上的充電樁充電速度慢、安全性差且車和樁之間無法互聯(lián)互通，造成資源的浪費(fèi)。為此論文對(duì)充電樁智能化、通用化技術(shù)進(jìn)行了研究。論文首先描述充電樁技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，其次立足國(guó)家電網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，研究了智能充電樁的設(shè)計(jì)原理和關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)智能充電樁的發(fā)展方向和市場(chǎng)前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電樁；設(shè)計(jì)技術(shù)；發(fā)展和規(guī)劃

Abstract:Inordertoimproveenvironmentalqualityandpromotesustainabledevelopment,newenergyelectricvehicleshavebeenstronglysupportedbythestateandhighlyrecognizedbythepublicbecauseoftheiradvantagesofzeroemission,lownoiseandlowcarbonenvironmentalprotection.Withthecontinuousincreaseofnewenergyelectricvehicles,theconstructionanddevelopmentofchargingpileshavebecomethetoppriorityatpresent.However,nowthechargingpilesonthemarkethaveslowchargingspeed,poorsafetyandnointerconnectionbetweencarsandpiles,resultinginawasteofresources.Therefore,theintelligentanduniversaltechnologyofchargingpileisstudied.Thepaperfirstdescribesthedevelopmentstatusofchargingpiletechnologyathomeandabroad.Secondly,basedonthedesignstandardsofStateGrid,thedesignprincipleandkeytechnologyofintelligentchargingpilearestudied.Finally,thedevelopmentdirectionandmarketprospectofintelligentchargingpilearediscussed.Keywords:electricvehicles;chargingpile;designtechnology;developmentandplanning

目錄TOC\o"1-3"\h\u7390引言 引言隨著社會(huì)科技水平的高速進(jìn)步和人們的生活水平的不斷提高，人們發(fā)現(xiàn)自己所處的生活環(huán)境已經(jīng)破敗不堪，資源的不斷浪費(fèi)更是使地球資源接近枯竭。為了減少地球資源的浪費(fèi)，改善環(huán)境質(zhì)量的狀態(tài)以及推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展這種形勢(shì)下，新能源電動(dòng)汽車所具有的零排放、低噪聲，低碳環(huán)保等眾多的特點(diǎn)就得到了國(guó)家的大力支持與大眾的高度認(rèn)可，成為了汽車行業(yè)的發(fā)展方向。其中充電設(shè)施可以說是在輔助電動(dòng)汽車的發(fā)展，也是電動(dòng)汽車發(fā)展中不可缺少的一點(diǎn)。充電樁模式的發(fā)展的正確性，充電樁面對(duì)不同環(huán)境時(shí)的好壞和充電樁的使用是否便捷、智能將會(huì)直接影響到電動(dòng)汽車的發(fā)展。所以有一個(gè)成熟且超前的充電樁技術(shù)和一個(gè)正確合理的發(fā)展前景規(guī)劃是很重要的。由于我國(guó)新能源電動(dòng)汽車才剛開始發(fā)展不久，充電樁技術(shù)較美、日、法等國(guó)家嚴(yán)重滯后，對(duì)于充電樁的關(guān)鍵技術(shù)的研究也不透徹，所以存在安全性差、可靠性不高、充電速度慢等許多問題。雖然我國(guó)已經(jīng)開始大力發(fā)展建設(shè)交流充電樁、電池變換站、充電站來保證電動(dòng)汽車能夠快速、多方面的充電，但其仍然發(fā)展緩慢。主要是現(xiàn)在的充電樁的安裝價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、充電性能不高、充電模式單一。本文對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探討，來解決傳統(tǒng)充電樁技術(shù)存在的兼容性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，充電模式單一，充電速度慢等問題，保證充電樁朝著智能化、安全化、便捷化、高效化和穩(wěn)定化發(fā)展，進(jìn)而依靠5G、互聯(lián)網(wǎng)＋、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)來研究一種新型商業(yè)和管理等發(fā)展模式，對(duì)智能充電樁技術(shù)的發(fā)展模式和前景進(jìn)行展望。第一章國(guó)內(nèi)外充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.1國(guó)內(nèi)充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車的研究起步較晚，充電樁技術(shù)相對(duì)落后，充電設(shè)施的開發(fā)建設(shè)也相對(duì)較晚。截至2022年3月，國(guó)家電網(wǎng)公司的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接入充電樁85萬左右，建成了“十縱十橫兩環(huán)”的快充網(wǎng)絡(luò)。這兩年，國(guó)家電網(wǎng)全力發(fā)展充電樁技術(shù)升級(jí)，推動(dòng)“十縱十橫三環(huán)”的建設(shè)。2018年2月，財(cái)政部、工信部、科技部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《完善新能源汽車推廣應(yīng)用和財(cái)政補(bǔ)貼政策通知》中指出：將充電補(bǔ)貼逐漸轉(zhuǎn)為支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)、新能源汽車使用和運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)，把對(duì)汽車的補(bǔ)貼轉(zhuǎn)向?qū)Τ潆娀A(chǔ)設(shè)施的補(bǔ)貼。2020年6月22日國(guó)家能源局印發(fā)《2020年能源工作指導(dǎo)意見》，提出要加強(qiáng)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，提升新能源汽車的充電保障能力。目前充電樁技術(shù)大致可分為：交流充電技術(shù)、直流快充技術(shù)、無線充電技術(shù)。交流充電技術(shù)采用220V交流電經(jīng)過電動(dòng)汽車充電機(jī)整流后轉(zhuǎn)換成直流電為電池進(jìn)行充電。這種充電方式采用小電流和恒壓，一般功率都在3KW-7KW之間，也有40KW單槍溝通交流的，所以對(duì)電動(dòng)汽車的充電時(shí)間很長(zhǎng)，一般使用在小區(qū)私人充電和公交站晚上進(jìn)行充電。直流快充技術(shù)可直接將220V的交流電在直流充電樁內(nèi)部轉(zhuǎn)化為直流電，通過充電線直接給電動(dòng)汽車的電池充電。目前國(guó)內(nèi)的主流直流快充充電樁功率大部分都是180KW左右，特來電大功率充電樁配置最大1200KW的充電箱，充電電壓為230V-750V；奧特迅充電樁配置充電電壓在220V-750V，單樁最大輸出電流250A，最大充電功率180KW，支持多單元并聯(lián)大功率充電。除此之外，國(guó)內(nèi)企業(yè)提出研發(fā)柔性充電技術(shù)，即可根據(jù)充電實(shí)際情況靈活分配充電功率。當(dāng)充電功率過大時(shí)，可協(xié)調(diào)直流充電樁內(nèi)其他模塊進(jìn)行功率分配，從而降低輸出功率；當(dāng)充電車輛過多時(shí)，多個(gè)模塊就可以分開給多個(gè)車輛進(jìn)行充電，保證資源的節(jié)約、共享。同時(shí)去年國(guó)內(nèi)充電樁設(shè)備商還與電動(dòng)汽車電池廠商加緊研發(fā)，準(zhǔn)備共同研發(fā)500KW的大功率直流充電樁，將電動(dòng)汽車充電時(shí)間縮短至了7-10分鐘。無線充電技術(shù)是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，在汽車底盤上安裝接收裝置、在地面充電樁安裝發(fā)射裝置，對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的汽車進(jìn)行無線電量傳輸。在2007年，我國(guó)中興就開始研究無線充電技術(shù)，并在2014年建立了中興新能源汽車。據(jù)了解國(guó)內(nèi)的中興通訊聯(lián)合東風(fēng)汽車、宇通客車等車企合作研究無線充電技術(shù)；吉利旗下的中歐汽車技術(shù)中心合作MomentumDynamics研發(fā)大功率無線充電技術(shù)及自動(dòng)泊車技術(shù)，將自動(dòng)泊車系統(tǒng)與無線充電技術(shù)相結(jié)合，使車輛就能夠自行完成充電操作。無線充電技術(shù)對(duì)充電效率和線圈大小及距離有著重要的關(guān)系，當(dāng)線圈間距增大時(shí)，能量傳輸效率就會(huì)逐漸降低。據(jù)了解如果要達(dá)到現(xiàn)階段的90%以上的充電效率，汽車底盤和充電樁的距離就要保持在10-20cm之間，所以底盤高的車型不合適使用無線充電技術(shù)。就中國(guó)現(xiàn)在的車企而言，小鵬汽車、蔚來汽車都發(fā)展了自己的充電樁技術(shù)，建立了自己的超級(jí)充電樁。小鵬汽車在2018年建立了首座超級(jí)充電樁，2019年9月與特來電合作，接入特來電全國(guó)系統(tǒng)，統(tǒng)一支付功能，12月與蔚來達(dá)成合作充電協(xié)議。小鵬汽車推出開放系統(tǒng)的充電樁并且開發(fā)了180KW雙槍直流充電技術(shù)和柔性充電技術(shù)，其中單槍充電最高功率可達(dá)120KW，完全滿足了現(xiàn)在電動(dòng)汽車的充電需求，還保證了充電樁的通用性和兼容性。蔚來汽車研發(fā)出了210KW超充，該超充主機(jī)實(shí)行1個(gè)主機(jī)帶動(dòng)4個(gè)模塊的配置，單槍充電最高功率限定105KW并實(shí)行動(dòng)態(tài)分配。而且該超充可根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況隨時(shí)升級(jí)到270KW，來滿足電動(dòng)汽車電池容量升級(jí)的需求。在充電樁技術(shù)理論研究方面，北京交通大學(xué)研發(fā)了30KW單體充電機(jī)，技術(shù)比較成熟，可以保證三臺(tái)充電樁同時(shí)并用。1.2國(guó)外充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1美國(guó)作為發(fā)達(dá)國(guó)家中的佼佼者的美國(guó)，由于其雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和強(qiáng)大的科技實(shí)力，所以電動(dòng)汽車的數(shù)量也在世界上高居第一，關(guān)于電動(dòng)汽車的技術(shù)和充電樁的建設(shè)更是在世界上遙遙領(lǐng)先。美國(guó)的政府為了大力發(fā)展和推進(jìn)電動(dòng)汽車和充電樁設(shè)施的建設(shè)，更是采取了諸多政策。在國(guó)家層面，美國(guó)政府先布局智能電網(wǎng)技術(shù)，再?gòu)闹悄茈娋W(wǎng)的基礎(chǔ)上布局充電樁設(shè)施。而且還專門制定了一系列的充電樁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，目的就是鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)正確建設(shè)充電樁，全面地推動(dòng)電動(dòng)汽車的多元化發(fā)展。在充電樁建設(shè)層面，不僅美國(guó)聯(lián)邦政府大力補(bǔ)貼充電樁建設(shè)，每個(gè)州的州政府也根據(jù)自身的實(shí)際狀況制定了相應(yīng)的補(bǔ)助政策，如：州政府向購(gòu)買電動(dòng)汽車及購(gòu)買其他可替代燃料汽車的車主以稅收抵免和退稅的方式發(fā)放購(gòu)車補(bǔ)貼；對(duì)安裝家用充電樁和生產(chǎn)公共充電樁的成本給予稅收抵免、減稅和財(cái)政直接補(bǔ)貼的政策，加快了充電設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度。美國(guó)充電網(wǎng)絡(luò)公司ChargePoint發(fā)布ExpressPlus的模塊化充電系統(tǒng)。充電樁運(yùn)營(yíng)商只需要安裝125KW的充電樁，不論電動(dòng)汽車電池組技術(shù)怎樣升級(jí)，只需要升級(jí)ExpressPlus系統(tǒng)將充電樁功率進(jìn)行增大就可繼續(xù)使用。美國(guó)政府統(tǒng)一了慢充標(biāo)準(zhǔn)，放開快充標(biāo)準(zhǔn)，這種行為不僅增加新能源汽車的種類，還大力促進(jìn)多種充電標(biāo)準(zhǔn)并存，促進(jìn)充電樁的多樣化。1.2.2日本2010年日本就提出了電動(dòng)汽車和充電樁發(fā)展戰(zhàn)略來，目的就為推動(dòng)充電樁和電動(dòng)汽車的發(fā)展建設(shè)，在世界新能源的發(fā)展上占得一席之地。在2013年，豐田、日產(chǎn)、本田和三菱四家車合伙共同在日本擴(kuò)建充電樁網(wǎng)絡(luò)，并預(yù)計(jì)未來將在本土共建1.2萬座充電樁，來滿足日益增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車用戶的需求[18]。2015年四家汽車廠商同日本政策銀行一起實(shí)行電動(dòng)汽車會(huì)員制，對(duì)購(gòu)買該會(huì)員卡的用戶可在日本任何一家充電樁進(jìn)行充電，而且會(huì)在電動(dòng)汽車快要沒電的時(shí)候主動(dòng)為會(huì)員用戶發(fā)送有關(guān)附近充電設(shè)施位置的短信。而且日本還分析用戶在什么時(shí)候需要充電，并在需要充電的地方建立滿足用戶需求的充電樁。如：在個(gè)人家中安裝私人充電樁；商場(chǎng)和餐廳安裝快速公共充電樁；各個(gè)行駛途中的加油站和高速公路服務(wù)區(qū)安裝公共充電樁，讓用戶的電動(dòng)汽車每時(shí)每刻都可以有電運(yùn)作，不再為沒電而煩惱。2020年底，日本政府提出面向2050年去碳化社會(huì)的“綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略”，大力推進(jìn)燃油汽車向電動(dòng)汽車過渡。而且日本把經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)放在電池和充電樁等相關(guān)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。在充電技術(shù)上，日本科技公司通過增加溫度傳感器，可讓原本使用70mm2電纜才能進(jìn)行快速充電的技術(shù)縮減到40mm2電纜，保證最大充電電流達(dá)到300A以上。如果再使用液冷的情況下，只需使用30mm2電纜就可以實(shí)現(xiàn)最大充電電流300A以上的快速充電。同時(shí)，CHADEMO協(xié)會(huì)目前已經(jīng)制定了350KW級(jí)別快充標(biāo)準(zhǔn)。1.2.3歐洲大眾、寶馬、奧迪等整車制造企業(yè)聯(lián)合成立合資公司，建立起了450座大功率快速充電樁，建設(shè)間距不超過120KW，并且聯(lián)合電網(wǎng)公司為大功率充電設(shè)施提供電壓高達(dá)1000V，充電電流500A，充電功率350KW的高效率充電。第二章新能源汽車智能充電樁技術(shù)分析2.1充電樁的充電模式目前的充電樁建設(shè)下，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T18487.1-2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》要求。充電樁分為直流充電樁、交流充電樁，他們分別對(duì)應(yīng)直流充電模式和交流充電模式。根據(jù)兩者充電原理不同，交流充電樁可以被設(shè)計(jì)得很小很便捷，不需要什么多余的東西，因?yàn)榻涣鞒潆姌稛o法直接連接電動(dòng)汽車的電池，所以無法設(shè)置大電流充電，這就導(dǎo)致無法滿足現(xiàn)在電動(dòng)汽車電池的充電速度。而直流充電樁由于需要內(nèi)置很多設(shè)備，所以就只能設(shè)計(jì)得很大，再加上直流充電樁直接輸出給電動(dòng)汽車直流電，所以不管電動(dòng)汽車電池性能變得再好，充電時(shí)所需的電流再大，直流充電樁都可以隨著升級(jí)，增大充電功率。因此使用直流充電樁進(jìn)行充電的時(shí)間就會(huì)變得很短，也就更容易滿足用戶的使用的需求。2.2充電樁的市場(chǎng)需求根據(jù)中國(guó)汽車協(xié)會(huì)報(bào)道，2019年底我國(guó)的新能源汽車保有量達(dá)到382萬輛，占中國(guó)汽車總量的1.4%左右，與上一年相比增長(zhǎng)了47%。其中，電動(dòng)汽車保有量310萬輛，呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。雖然在2019年，電動(dòng)汽車總銷量97萬輛，較上一年有所下降。但隨著國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼政策慢慢轉(zhuǎn)為對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的補(bǔ)貼政策，預(yù)計(jì)未來三年，新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展將逐漸放緩，但電動(dòng)汽車充電樁的發(fā)展形勢(shì)將會(huì)一片大好，以現(xiàn)在車樁比3:1的狀況來看，電動(dòng)汽車充電樁的發(fā)展會(huì)變得特別火爆。根據(jù)我國(guó)2020年3月，政治局常務(wù)委員會(huì)提出將充電樁列入“新基建”重點(diǎn)領(lǐng)域。各地方政府紛紛響應(yīng)政策大力發(fā)展充電樁，2019年12月，山東提出加快建設(shè)全省充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理水平，為企業(yè)和車主提供充電補(bǔ)貼、土地供應(yīng)和基礎(chǔ)電價(jià)免收等社會(huì)服務(wù)。優(yōu)化調(diào)整新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2018－2028年）發(fā)展任務(wù)，到2022年底前，全省充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量達(dá)到10萬個(gè)以上，建成“車樁相隨、布局合理、智能高效、保障有力”的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。2020年8月，河南省研究起草《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的若干政策措施》，聚焦“落地難、找樁難、充電難”等突出問題，以滿足全省電動(dòng)汽車城際出行和省外過境的電動(dòng)汽車充電需求為目標(biāo)。提出多方位布局充電樁基礎(chǔ)設(shè)施，增加公共充電樁數(shù)量，把服務(wù)區(qū)、公路沿線、旅游景點(diǎn)、公共服務(wù)地點(diǎn)和居民區(qū)作為充電樁重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域的友好政策。從國(guó)家把充電樁列入未來發(fā)展的“新基建”重點(diǎn)領(lǐng)域和各地方政府配合發(fā)展的情況來看，在未來幾年內(nèi)電動(dòng)汽車智能充電樁需求量將急劇上升。但就目前我國(guó)車樁比3:1的情況來看，電動(dòng)汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與電動(dòng)汽車的失調(diào)比例依舊很大。智能充電樁的建設(shè)保障了電動(dòng)汽車的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，對(duì)電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展起著非常大的作用?？梢灶A(yù)想，以后隨著國(guó)家對(duì)老舊小區(qū)的改造逐漸完成，小區(qū)內(nèi)的固定車位將會(huì)有所增加，對(duì)充電樁和電網(wǎng)負(fù)荷的需求也會(huì)大幅度增加。但充電樁數(shù)量的增加，造成后期維護(hù)與管理難度增大，充電樁車位經(jīng)常被燃油車占據(jù)，同時(shí)底層數(shù)據(jù)不互通，用戶充電需要安裝很多家充電APP。因此一種能滿足安全防護(hù)水平、進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通的大功率智能充電樁成為一種必然趨勢(shì)。新能源汽車充電樁的發(fā)展前景分析3.1智能充電樁發(fā)展模式隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，當(dāng)前智能充電樁錯(cuò)誤的發(fā)展模式嚴(yán)重阻礙了智能充電樁的進(jìn)步，主要體現(xiàn)在商業(yè)模式上。該論文結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等技術(shù)，對(duì)智能充電樁在商業(yè)上的發(fā)展模式進(jìn)行研究。3.1.1“智能互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展模式“互聯(lián)網(wǎng)智能充電樁＋服務(wù)市場(chǎng)”的模式，以智能充電樁為中心，依據(jù)商圈電力負(fù)荷大，智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)充電樁降低充電速度的情況，優(yōu)先在中大型城市發(fā)展電動(dòng)汽車市場(chǎng)并建立配套的餐飲、健身、美容、便利店、商品零售和休閑娛樂的商業(yè)生態(tài)體系。例如特來電與酒店、商鋪以及肯德基等餐飲場(chǎng)所布局充電樁，目的就是將充電樁打造成一種配套設(shè)施?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋平臺(tái)”的模式，通過“e充電”APP采集數(shù)據(jù)，以管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，為用戶提供大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的服務(wù)。一方面，在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用下用戶可使用“e充電”APP快速尋找充電樁，進(jìn)行充電樁位置導(dǎo)航，該APP可為用戶提供電動(dòng)汽車充電預(yù)約、充電所需時(shí)間、充電完成提醒、遠(yuǎn)程監(jiān)控充電電流及電壓狀態(tài)等功能并能向充電樁運(yùn)營(yíng)商和制造商反饋用戶使用評(píng)價(jià)等遠(yuǎn)程服務(wù)；另一方面為整車企業(yè)提供電池生命周期、車況信息、充電信息和用戶行為與需求等充電樁使用數(shù)據(jù)分析。除此之外，還可與云計(jì)算搭建服務(wù)平臺(tái)，通過云端管理為充電樁運(yùn)營(yíng)商提供多種充電功率選擇和用電低谷時(shí)段提醒，從而有效降低充電樁運(yùn)營(yíng)成本?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋整車行業(yè)”的模式，把整車廠商、設(shè)備制造商、充電樁運(yùn)營(yíng)商、金融機(jī)構(gòu)、國(guó)家電網(wǎng)、用戶等商業(yè)生態(tài)圈有機(jī)融合在一起，以智能充電樁為基礎(chǔ)，建立從電動(dòng)汽車生產(chǎn)、銷售、充電、維修、保養(yǎng)和電力支持的一站式綜合服務(wù)平臺(tái)。在生產(chǎn)方面，對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)研，了解用戶的需求和喜好；在銷售方面，為客戶提供電動(dòng)汽車試駕服務(wù)、購(gòu)車優(yōu)惠和補(bǔ)貼、售后服務(wù)合理贈(zèng)送以及保險(xiǎn)購(gòu)買優(yōu)惠和汽車上牌服務(wù)；在售后方面，為客戶提供電動(dòng)汽車的維修、保養(yǎng)、洗車和電池更換等服務(wù)；在增值服務(wù)方面，為客戶提供汽車用品、汽車配件、電動(dòng)汽車租賃等服務(wù)；在使用方便，國(guó)家電網(wǎng)為電動(dòng)汽車電池提供堅(jiān)實(shí)的智能充電樁設(shè)施支撐和充電技術(shù)保障。保證全面提升客戶滿意度，推動(dòng)電動(dòng)汽車和智能充電樁的發(fā)展?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋房地產(chǎn)行業(yè)＋國(guó)家電網(wǎng)”的模式，一直以來，充電樁的建設(shè)都是以公共充電樁為主，但是未來80%的家用電動(dòng)汽車都需要在社區(qū)進(jìn)行充電，公共充電樁基本只能作為外出應(yīng)急設(shè)備。就目前而言，新社區(qū)配電容量不達(dá)標(biāo)、物業(yè)管理存在問題、充電樁重復(fù)建設(shè)、電動(dòng)汽車無序充電；老舊小區(qū)配電設(shè)施需要升級(jí)且成本很高，停車位不足且沒有預(yù)留智能充電樁的位置，改造難度大。這就造成了社區(qū)電力供應(yīng)不足、電力設(shè)施利用效率低、智能充電樁數(shù)量無法滿足社區(qū)電動(dòng)汽車充電等問題，難以匹配私家電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展的需求。通過將智能充電樁與房地產(chǎn)商之間的合作，可以把智能充電樁發(fā)展成社區(qū)建設(shè)的配套設(shè)施，保證智能充電樁社區(qū)內(nèi)的合理布局，滿足社區(qū)內(nèi)電動(dòng)車主的充錢需求，還能協(xié)同國(guó)家電網(wǎng)完成新社區(qū)配電網(wǎng)的建設(shè)，保障電力后勤補(bǔ)給充足。“互聯(lián)網(wǎng)智能充電樁＋企業(yè)”的合作模式，首先，可以選擇與新能源出租車公司、滴滴等網(wǎng)約車平臺(tái)合作，這些車種都是以公共充電樁為主要充電形式的。充電樁運(yùn)營(yíng)商與出租車公司和網(wǎng)約車平臺(tái)進(jìn)行合作，有利于整合車樁雙方資源，促進(jìn)合作共贏。網(wǎng)約車平臺(tái)、公交車、出租車公司可以發(fā)揮電動(dòng)汽車數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，提高智能充電樁使用次數(shù)，發(fā)揮技術(shù)和運(yùn)營(yíng)手段提高智能充電樁的運(yùn)營(yíng)效率，為智能充電樁提供流量；充電樁運(yùn)營(yíng)商為網(wǎng)約車平臺(tái)、出租車公司提供公共充電樁設(shè)備和全方位服務(wù)，幫助網(wǎng)約車平臺(tái)和出租車公司建立完善的智能充電服務(wù)體系，雙方共享經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)互利共贏。對(duì)于新能源公交車來說，其運(yùn)行里程和路線基本固定且電池容量基本滿足在充滿電的情況下保證白天運(yùn)行一天，在晚上進(jìn)行充電，對(duì)于充電需求沒有迫切要求，所以智能充電樁運(yùn)營(yíng)商與公交車公司進(jìn)行合作后，基本不需要把資金投入到快速充電的研究上，可以降低智能充電樁的建設(shè)成本。同時(shí)，如果把智能充電樁與游樂場(chǎng)以及大型商超、娛樂場(chǎng)所、餐館、旅游景點(diǎn)進(jìn)行合作，結(jié)合區(qū)域規(guī)劃，在游樂場(chǎng)、大型商超等地點(diǎn)附近建設(shè)與停車位相結(jié)合的智能充電樁，這樣不僅可以依靠停車位的收益補(bǔ)貼充電樁損耗費(fèi)用，還能通過充電樁帶來的電動(dòng)汽車流量提升停車位的使用率；智能充電樁和游樂場(chǎng)、商超、旅游景點(diǎn)等場(chǎng)所可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)互利，智能充電樁為游樂場(chǎng)、商超、旅游景點(diǎn)等帶來眾多客戶，提升這些場(chǎng)所的經(jīng)濟(jì)收入，當(dāng)游樂場(chǎng)、商場(chǎng)等場(chǎng)所游客數(shù)量增長(zhǎng)基本穩(wěn)定后，還能吸引更多的新能源出租車、網(wǎng)約車來接送游客，從而提升智能充電樁設(shè)備使用率。此外，還可以與共享汽車平臺(tái)進(jìn)行合作，現(xiàn)在很多年輕人沒有資金來購(gòu)買屬于自己的電動(dòng)汽車，如果需要外出辦事，基本都會(huì)優(yōu)先選擇共享汽車來代步，雖然共享汽車出行線路不固定，但是它都有固定的停車點(diǎn)，充電樁運(yùn)營(yíng)商只需要在共享汽車停車點(diǎn)附近建設(shè)充電樁即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定收益，而且由于充電樁建設(shè)布局集中，這就大大降低了對(duì)于后期維護(hù)資金投入，再加上共享汽車基本都是白天在使用，只要建設(shè)慢充充電樁即可滿足其當(dāng)前充電需求，大大降低了建設(shè)成本。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的越來越多，充電樁運(yùn)營(yíng)商還可為商家提供廣告服務(wù)，不僅可以在智能充電樁樁體安裝屏幕發(fā)布廣告，還能在“e充電”APP上向客戶推送廣告；嘗試和銀行、支付寶、騰訊進(jìn)行合作，對(duì)消費(fèi)信用值高的用戶提供先充后付、免息分期付款和好友代充等服務(wù)，為用戶提供更高效、便捷的資金服務(wù)。3.2.2智能共享充電模式截至目前為止，我國(guó)車樁比才達(dá)到3：1，距離1:1的車樁比目標(biāo)還相差很遠(yuǎn)，而且據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年有36%的公共充電樁被燃油車占領(lǐng)。在這種數(shù)量不足還被其他車種占據(jù)的背景下，就需要發(fā)展一種可以提升私家車充電樁利用率的新模式－充電樁智能共享充電模式，為用戶提供充電便利性。智能共享充電樁是一種以私人樁為主導(dǎo)，各充電樁業(yè)主在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布充電樁共享信息，客戶在平臺(tái)上挑選自己想使用的充電樁，然后在網(wǎng)上直接下單就可以直接使用手機(jī)APP掃碼的方式控制充電樁。一旦用戶掃碼使用，智能充電樁模塊系統(tǒng)就會(huì)將使用信息上傳到控制模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)算準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)結(jié)算時(shí)，可以使用在線支付。在客戶租用期間，網(wǎng)上數(shù)據(jù)平臺(tái)展示充電樁是否在占用以及使用截止時(shí)間，合理規(guī)劃充電樁使用效果。3.2智能充電樁前景展望3.2.1大功率智能充電樁是未來發(fā)展的應(yīng)用趨勢(shì)隨著現(xiàn)在電動(dòng)汽車電池的容量越來越大，充電樁的充電技術(shù)無法與電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池容量相匹配，從而導(dǎo)致現(xiàn)在電動(dòng)汽車充電時(shí)間越來越長(zhǎng)，用戶的體驗(yàn)感極差。就現(xiàn)在電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池其電池容量和型號(hào)越來越大，充電功率和充電接收效率也越來越好。就拿磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池來說，電池的效能和能量密度雖然還在持續(xù)增長(zhǎng)，但上漲速度已經(jīng)有了很大的局限性；固態(tài)電池作為一種目前公認(rèn)的性能高、安全性好的電池技術(shù)，它的電解質(zhì)為固態(tài)，所以它的體積可以很小，能更好的將電離子聚集在一起，從而傳導(dǎo)更大的電流來提升電池的容量，所以我國(guó)把固態(tài)電池作為下一代電池的布局目標(biāo)，并準(zhǔn)備向商業(yè)化邁進(jìn)。在電動(dòng)汽車電池不斷升級(jí)的同時(shí)，充電樁的技術(shù)卻沒有被重視，這就導(dǎo)致了電動(dòng)汽車電池技術(shù)與充電樁充電技術(shù)之間的差距越來越大，電動(dòng)汽車所需充滿電的時(shí)間也不斷增大，伴隨著充電時(shí)間的越來越長(zhǎng)，電動(dòng)汽車用戶的使用體驗(yàn)也越來越差，嚴(yán)重阻礙了電動(dòng)汽車市場(chǎng)的進(jìn)步。因此在2020年10月，國(guó)務(wù)院辦公廳正式發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》。文件中提出了“以快充為主、慢充為輔的高速公路和城鄉(xiāng)公共充電網(wǎng)絡(luò)”，為全國(guó)各省市充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展指明了發(fā)展方向。根據(jù)百度地圖發(fā)布的《2020年度中國(guó)城市交通報(bào)告》顯示，城市中大功率直流快充充電樁占比超過65%的有西安、成都、杭州、重慶、天津、沈陽(yáng)、東莞、南京和青島，占16個(gè)主要城市的6%，全國(guó)城市公共領(lǐng)域大功率直流充電樁建設(shè)正在加快。看到快速充電樁建設(shè)的短板后，深圳市已經(jīng)開始布局大功率直流快充樁建設(shè)目標(biāo)。深圳市政府鼓勵(lì)發(fā)展大功率公共快速充電樁，彌補(bǔ)公共領(lǐng)域大功率直流快充充電樁不足，充電難的問題。隨后，深圳市交通委員在市場(chǎng)應(yīng)用對(duì)象方面提出了建樁目標(biāo)。尤其是提出要擴(kuò)大大功率直流充電樁的建設(shè)數(shù)量，保證用戶對(duì)充電的需求。在國(guó)際上，大功率充電樁的建設(shè)也是首當(dāng)其沖。就特斯拉而言，雖然特斯拉失靈，特斯拉續(xù)航騙人等問題頻繁出現(xiàn)在新聞、網(wǎng)絡(luò)上，但卻依然不影響特斯拉銷量第一這個(gè)事實(shí)。為什么特斯拉存在問題卻依然有人購(gòu)買呢？這是因?yàn)槲覀冎豢吹教厮估嚧嬖诘膯栴}，卻沒有看到特斯拉強(qiáng)大的大功率直流充電樁的支撐，特斯拉在一線城市密集布局這種大功率直流充電樁，保證購(gòu)買本車的用戶完全不用擔(dān)心無處充電的問題。其推出的大功率直流充電樁僅需一頓飯的時(shí)間就可以滿足用戶繼續(xù)駕車上路的需求。特斯拉創(chuàng)始人馬斯克表示：“特斯拉V3超級(jí)充電樁已經(jīng)可以投入使用，最大充電功率可達(dá)250KW，20分鐘就可補(bǔ)滿特斯拉一天的用電量。”目前國(guó)外智能充電樁充電功率已經(jīng)開始布局最大充電功率可達(dá)350KW的智能充電樁；BlinkCharging合作CHAKRATEC推出直流快充解決方案，不僅能緩解電網(wǎng)用電緊張的問題，還能降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)充電樁費(fèi)用。福特充電網(wǎng)絡(luò)效率提高30%，充電10分鐘續(xù)航增加100公里；國(guó)內(nèi)的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程已經(jīng)基本都在400km-700km之間，所以現(xiàn)在60KW-150KW的直流充電樁已經(jīng)不能滿足其充電需要。如果想滿足充電10分鐘就能保證行駛需求就需要發(fā)展大功率充電樁，如果想降低充電時(shí)間，那就要增加充電模塊，提升充電分配功率，而功率模塊的控制穩(wěn)定性是模塊數(shù)量越少越安全，因此多采用30KW的充電模塊，這樣不僅建設(shè)大功率充電樁時(shí)使用模塊少、充電樁集成度高，并且價(jià)格還低。根據(jù)星星充電對(duì)目前市場(chǎng)充電樁使用情況來看，30KW是現(xiàn)在市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的功率模塊，也是未來模塊技術(shù)的發(fā)展方向。因此星星充電為公交車和4C倍率的電池研發(fā)出了功率450KW的大功率智能充電樁；特來電的大功率智能充電樁充電功率也達(dá)到了400KW，已經(jīng)和電動(dòng)汽車廠商進(jìn)行了充電對(duì)接測(cè)試，新的智能大功率充電樁依舊兼顧2015版接口標(biāo)準(zhǔn)。通過市場(chǎng)上的充電樁發(fā)展情況來看，大功率充電樁將會(huì)是未來的主要發(fā)展趨勢(shì)。3.2.2智能有序充電是國(guó)家電網(wǎng)對(duì)智能充電樁的發(fā)展要求在用電緊張的今天，推出一種能夠緩解用電壓力的充電樁技術(shù)尤為重要，所以國(guó)家目前對(duì)有序充電技術(shù)的研究尤為重視。即有序充電是指在用電高峰期，電動(dòng)汽車和智能充電樁自動(dòng)減少對(duì)電量的使用，在用電低谷期，便加大使用電量；而無序充電也就是指不在乎當(dāng)時(shí)電量使用情況，固定電量充電。要想實(shí)現(xiàn)這種有序充電模式，就需要對(duì)充電樁實(shí)行V2G模式。V2G技術(shù)是指用來滿足電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的雙向通訊和能量交流，當(dāng)電網(wǎng)處在用電低谷期，電網(wǎng)負(fù)荷此時(shí)較小，電動(dòng)汽車就是一個(gè)移動(dòng)充電寶，多儲(chǔ)存電量；當(dāng)電網(wǎng)處在用電高峰期，這時(shí)電動(dòng)汽車這個(gè)充電寶就可以給電網(wǎng)進(jìn)行電量補(bǔ)充。這樣不僅可以減少用電產(chǎn)品過度充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊，增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還能實(shí)現(xiàn)車、樁和電網(wǎng)之間的互利共贏。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)汽車的充電的時(shí)間都處在17:00-0:00，而用電高峰期則集中在19:00-22:00，充電樁用電負(fù)荷與家庭用電負(fù)荷重疊在一起，在3h內(nèi)形成用電高峰期，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的電力負(fù)荷；而過了這3h高峰期后，有8h的家用電低谷期，電力負(fù)荷只有20%左右。因此可以在智能充電樁上運(yùn)用信息分析技術(shù)和5G技術(shù)，主動(dòng)為用戶提供合理的充電時(shí)間設(shè)置以及低谷期電費(fèi)優(yōu)惠價(jià)格，用戶可根據(jù)自己的情況選擇是否聽取該設(shè)置方式，這樣就可以利用這8h的低谷期對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，形成一種有序錯(cuò)峰充電模式，這樣做可以使現(xiàn)有不少社區(qū)配電網(wǎng)無需進(jìn)行電網(wǎng)改造就能實(shí)現(xiàn)社區(qū)內(nèi)所有電動(dòng)車輛穩(wěn)定充電。面對(duì)小區(qū)充電難，電力不足等問題，國(guó)家電網(wǎng)預(yù)計(jì)今年在全國(guó)大部分小區(qū)內(nèi)建設(shè)12萬個(gè)可支持有序充電的充電樁來解決這些問題。國(guó)家電網(wǎng)還聯(lián)合中電聯(lián)，制定V2G標(biāo)準(zhǔn)，大力推進(jìn)有序充電的進(jìn)程。3.2.3智能充電樁無線充電技術(shù)的應(yīng)用前景根據(jù)國(guó)家“新基建”的發(fā)展目標(biāo)，無感支付將會(huì)越來越重要，而無感支付其中就包括無線充電技術(shù)的應(yīng)用。目前無線充電技術(shù)有：電磁感應(yīng)式、無線電波式和電場(chǎng)耦合式。電磁感應(yīng)式充電樁基本原理是在收發(fā)端各安裝一個(gè)線圈，在充電樁發(fā)射端連接電源產(chǎn)生電磁信號(hào)，接收端感應(yīng)電磁信號(hào)并產(chǎn)生電流給電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)無線充電技術(shù)的電能傳輸。這種方式無線輸出功率大、制造技術(shù)成熟、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。但是充電效率低、難以滿足大功率