新能源汽车蓝皮书连载3：车用驱动电机产业发展动态
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--连载开始--
充电基础设施产业发展动态
作者：张帆李康李杨
张帆，硕士，工程师，中国电动汽车充电基础设施促进联盟主任；
李康，学士，工程师，中国电动汽车充电基础设施促进联盟主管；
李杨，学士，助理工程师，中国电动汽车充电基础设施促进联盟主管。
摘要：
关键词：充电基础设施服务品质互联互通
一
国外充电基础设施产业发展概况
充电基础设施的发展离不开政策引导，国外在制定充电基础设施目标的同时也配套了激励性措施，主要包括财政激励政策和非财政激励政策。财政激励政策主要包括给予充电基础设施建设、运营奖补等措施；非财政激励政策主要涵盖免停车费、免费充电及特殊牌照等多样化的优惠政策。在荷兰、印度、以色列、德国、英国、法国、日本等国陆续推出禁售燃油车计划后，2018年各国更加重视充电基础设施产业，在政策和市场共同驱动下，充电基础设施产业获得快速发展。
（一）欧洲
《德国国家电动汽车计划》提出：2020年在德国公路上行驶100万辆电动汽车，2030年达到500万辆，2050年城市交通基本不使用化石燃料。为了确保上述目标的顺利完成，德国国家电动汽车平台（NPE）在2020年充电设施发展路线评估中，提出在私人领域、半公共领域、公共领域分别建设102.2万、10.3万、7000台交流充电桩的目标，同时在半公共区域建设7100台快速直流充电桩的目标。
德国充电基础设施建设的规模化进程较快。在政策激励方面，德国财政部分别出资1亿欧元和2亿欧元建设10000台公共充电站和5000台公共快充电站；修改土地使用法和贸易法规，保证使用最低税或减免税来支持充电设施建设；鼓励企业员工为公司新能源汽车进行充电、清算和报销充电费用，将提供充电基础设施服务列入免税收入。根据欧洲汽车工业协会（ACEA）2018年6月公布的一项研究，德国共有25241台充电桩，占欧盟充电桩总数的21.6%，在欧盟仅次于荷兰。
英国政府宣布2040年起全面禁售汽油和柴油汽车，2018年6月，英国政府公布了一系列技术创新资助项目，其中包括支持科研团队和产业界合作研发新一代更安全、更高能量密度的电动汽车动力电池，以及开发能让新能源汽车在25分钟内充满电的快速充电技术等。
在充电技术方面，欧洲已完成350kW大功率充电标准体系建设，标准的实施将有效解决大功率充电带来的充电安全、温升控制和通信协议等问题。根据国外媒体报道，欧洲充电运营商IONITY将在欧盟13个国家的主线公路建设350kW公共充电桩，形成高性能的充电网络，目前规划的充电桩建设范围东起波兰西至葡萄牙，北起瑞典南至意大利。
（二）日本
日本充电基础设施建设以政府投入资金、支持技术研发创新及车企投资的形式为主，参与主体一方面由日本电动汽车用快速充电器协会（CHAdeMO）体系的充电设备生产商组成，另一方面是由丰田、日产、本田、三菱四家车企与日本政策投资银行共同投资设立的日本充电服务公司（NCS），其承担充电桩的安装成本，并提供固定期限内免费维修服务。
日本配套实施了多元化的激励措施。在私人建桩方面，对标准规格充电桩建设给予奖励；在充电站方面，对企业建设的充电站进行补贴。同时，鼓励车企加强互联互通：①加速新兴电动汽车充电站建设；②暂时性承担充电站的安装及维护费用；③建立完整的充电设施网络；④加强与政府合作。
政策的实施促使日本的公共充电设施经历了2015年到2016年的快速发展期，此后进入了一个缓慢增长期。日本新能源汽车与传统燃油车、混合动力汽车的竞争，主要受新能源汽车实用性、性价比以及电价较贵等因素影响，发展速度稍缓。日本公共设施的建设建立在较低的新能源汽车保有量基础上，通过道路情况来覆盖，已经基本形成了每隔30km的覆盖量以及公共停车场、商场停车场、便利店停车场等公共领域的覆盖。
在充电技术方面，日本电动汽车用快速充电器协会（CHAdeMO）将快充功率定义在120~180kW，预计至2025年后快充功率将进一步提高至350~400kW。2018年8月，中国电力企业联合会与日本电动汽车用快速充电器协会（CHAdeMO）签署了充电设施领域技术和标准合作谅解备忘录，将与中国在技术标准方面开展深入合作。
（三）美国
二
我国充电基础设施产业发展现状
车桩配比率进一步优化，比值由2015年的7.97降至2018年的3.78，新能源汽车与公共充电桩增量配比波动不大。
公共充电桩区域集中度较高。北京、上海、广东和江苏四个区域的公共充电桩占比达到46%，北京、上海、广东、江苏、山东、浙江和河北的公共充电桩占比更是达到65%。截至2018年12月，公共充电桩保有量超过4万台的省份有北京和上海；公共充电桩保有量超过3万台的省份还有广东和江苏；公共充电桩保有量在1万台以上的省份还有山东、浙江、河北、天津、湖北、安徽及陕西（见图2）。
2018年，我国公共交流桩和直流桩保有量均有较大幅度的增长，交直流一体桩（可同时具备直流充电和交流充电两种功能）的保有量变化较小。截至2018年12月，公共交流桩数量17.8万台，占比为54%，直流桩15.2万台，占比为46%，交直流一体桩545台，配建数量较少（见图3）。
公用桩和专用桩保有量均在持续增长，公用桩占比小幅下降，专用桩占比小幅上升（见图4）。
随着新能源汽车的推广应用，私人充电桩的配建工作也呈现较好势头。截至2018年12月，充电联盟共收集到71万条车企上报车桩相随数据，我国已配建私人充电桩数量47.7万台，配建率为67.46%（见图5）。
根据充电联盟统计数据，2018年我国公共充电桩累计充电电量24.03亿kWh（统计约86%的公共充电桩，不包括国网、普天、南网），呈快速上涨趋势，全年各月充电电量随四季交替呈现波段性上升趋势。全国充电电量主要集中在广东、陕西、江苏、北京、四川、湖北、山东、浙江、福建、湖南、上海、河南、山西等省份。
（二）政策引领持续彰显成效
1.中央、地方政策持续发力
地方政府是政策的执行主体，地方政策实施细则为产业环境的改善提供了有力支撑。
（1）基于燃油车占位和充电安全的专用停车位与设施奖补政策
鼓励充电运营商与停车位物业管理方合作共建充电场站、安装智能地锁、加强宣贯引导、加长覆盖多车位的充电线缆长度。北京市城管委和交通委发布的《关于加强停车场内充电设施建设和管理的实施意见》（京管发〔2018〕94号）对停车场配建充电设施比例、燃油车占位执法等方面的规定是地方政策执行的集中表现，为燃油车占位管理提供了政策依据；部分地方政府通过奖补政策细则要求进一步促进运营商对充电场站的安全保障，升级改造充电桩2015版新国标，对充电场站进行消防改造，完善在线监控+线下巡视的运营管理制度。
（2）基于充电场站运营的优惠性电价政策
降低充电电费价格，如福建省电力报装的充电场站可享受大工业电价减半政策；电力企业开放售电侧市场，允许充电运营商参与电力交易；制定“绿电交易”机制，享受消纳清洁能源的电价优惠政策，如张家口市和国网冀北电力公司开展的线上绿电交易机制。
（3）基于公交电动化的运营补贴政策
对车辆替换进行补贴；对电动公交车辆的运行进行补贴；对专用充电场站建设、运营进行补贴。
（4）基于鼓励居民区建设充电桩的政策
各地落实《关于加快居民区电动汽车充电基础设施建设的通知》（发改能源〔2016〕1611号）文件要求，提出相应的实施细则，新建小区车位必须100%预留电表箱、充电设施安装位置和用电容量；按照小区停车位安装充电桩比例对物业单位进行考核；鼓励物业单位在居民区建设集中式充电场站等。
2.充电联盟积极促进行业自律
《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》（发改能源〔2018〕1698号）明确提出“充分发挥中国充电联盟等行业组织作用……通过开展自愿性产品检测认证、行业白名单制定等工作，配合政府部门严格产品准入和事中事后监督，引导充电技术进步，提升充电设施产品质量和服务水平，强化企业社会责任和行业自律”。
中国电动汽车充电基础设施促进联盟（以下简称“充电联盟”）开展的标识（检测、认证）管理评定工作初见成效，《关于印发实施北京市电动汽车社会公用充电设施运营考核奖励暂行办法的通知》（京管发〔2018〕107号）等文件将运营商所运营的充电设施是否通过充电联盟标识（检测、认证）评定作为获得奖励的加分依据。截至2018年12月，已有30家企业的40款型号充电产品申请充电联盟标识（检测、认证）评定。
（三）充电设施产业发展提质增效
1.充电设备品质进一步提升
随着充电设备关键技术的迭代更新以及设备制造企业对2015版新国标理解的加深，设备的一致性和质量得到提升。2018年，充电联盟组织的车桩测试结果表明，车桩匹配充电成功率从2017年的91%提升至98%。充电设备关键零部件产业整体实力有所提升，一批技术实力强、资本雄厚的企业开始大规模进入充电设备零部件生产产业；设备生产制造企业通过多年的积累，在生产工艺以及设备原材料应用等方面都取得了很大的进步；设备采购商加强了采购质量控制，从设备到货、安装、运行等多环节增加了质量检测要求，同时还采取了提高采购价格延长质保期限模式；第三方检测机构的试验室和现场检测能力逐渐提升，充电联盟和中电联多次组织行业内主流检测机构开展试验室检测能力一致性工作，规范检测试验方法等；充电联盟积极推动行业自律，开展示范充电站评审工作，通过发挥先进示范带头作用，促进行业整体品质的提升。
2.公共领域快充桩发展逐步提速
随着充电运营行业的持续发展，整个产业已逐步趋于成熟。虽然直流桩的单桩制造、建设和运营等成本都要远高于交流桩，但由于具备充电功率大、充电速度快等特点，其越来越受到充电运营企业的青睐，根据行业调研情况，未来充电运营企业会将建设资源向直流桩倾斜，新增的公共充电桩中直流桩的占比将越来越高。
3.区域性小微运营商蓬勃发展
4.主流运营商加快战略调整
网约车、出租车、物流车等营运领域电动化进程促进了充电运营商加快战略调整，随着市场充电需求层次的明晰，各运营商开始针对性地完善自我的市场定位。一是主流运营商开展合作，共同打造互联互通的全国充电服务网络，实现资源共享、设施效益最大化；二是各运营商开始与汽车企业加强战略合作，在提供充电信息服务的基础上开展定制化车辆研发、车辆售后出行服务等合作；三是不同充电运营商的充电服务平台开拓了不同的增值服务领域，有以大数据挖掘为基础打造的充电安全保障体系、服务私人充电领域的私桩共享体系、提升能源服务品质的客户侧能源服务体系等；四是各充电运营商开始确定以市场为导向、以客户为中心等的市场定位，实现充换电业务的市场化、精益化发展。
5.运营商规模化发展趋势凸显
综合来看，电动汽车充电行业集中度依然较高，其中前三大充电运营商公共充电桩保有量占比达到79.65%，前六大运营商公共充电桩保有量占比达到91.30%。
（四）技术支撑与标准体系完善
随着新能源汽车的发展，充电技术水平的进一步提升，先进技术不断研发并应用，大功率充电、小功率直流充电、充电弓充电等先进技术出现，直流快充桩将会占据主要市场。
1.充电设施实现多种场景应用
私人充电设施多建设在居住小区和办公场所，以交流慢充为主、直流快充为辅；公共充电领域直流快充占据主导地位；专用领域充电设施一般会根据实际需要进行交流慢充与直流快充的搭配建设，多以直流快充为主、交流慢充为辅。
2.先进充电技术投入研发和示范
（1）启动小功率直流充电技术研发
小功率直流技术有助于简化新能源汽车充电系统设计、满足小功率充电通信协议要求、降低电动汽车和充电设施整体成本，同时也为未来大范围电能双向互动奠定基础。目前，已启动了GB/T18487.1标准的修改工作和低压配电系统安装要求研讨的准备工作。
（2）研究新能源汽车充放电双向互动技术
充放电双向互动技术是新能源汽车充电设施的发展方向，目前已梳理了包括有序充电、电力需求侧管理、微电网等在内的双向互动技术应用场景，提出了双向互动技术标准发展路线图。
（3）无线充电技术的研发
3.充电设施标准体系不断优化
2018年，在原有标准体系的基础上，对新能源汽车充电安全、大功率及小功率直流充电技术、新能源汽车充放电双向互动技术等方面进行了标准体系的前期研究工作，报送标准6项，发布标准6项，分别是《电动汽车充放电设施术语》（NB/T33028-2018）、《电动汽车充电与间隙性电源协同调度规范》（NB/T33029-2018）、《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》（NB/T33001-2018）、《电动汽车车载静止式直流电能表技术条件》（GB/T36277-2018）、《电动汽车充换电设施接入配电网技术规范》（GB/T36278-2018）、《电动汽车分散充电设施工程技术标准》（GB/T51313-2018）。目前，充电设施有效标准50项，计划项目47项，其中国家标准14项、行业标准13项、中电联标准20项。
（五）互联互通进程加快
1.充电设备标准化改造
2018年，充电联盟组织“2018车桩融合畅行游”互操作性测试活动，在14个城市针对20款车型测试46家充电运营商的132座充电站中发现：①车桩充电兼容性得到明显提升，充电成功率提升至98%；②新国标充电设施市场占有率超过92%；③大部分充电站具备监控、消防设施、引导标识，充电安全性得到提升；④充电支付手段多样，包括刷卡、账户APP、手机扫码等多种方式。
2.充电数据信息互联共享
信息互联的标准已经建立，技术基础已经具备。通过打通车、桩、充电运营环节脉络，建立互联互通机制，并在不同的场景应用中，将新能源汽车与充电设施的信息有效聚合，形成可管理、可扩展的车桩一体化技术互联体系。2019年1月，受国家能源局委托开发建设的“国家电动汽车充电基础设施监控平台”正式上线运营，目前已完成国内15家主要大型充电桩运营商的平台数据信息接入，完成北京、上海、贵州及新能源汽车国家平台4家单位的对接，后续将打通充电基础设施与新能源汽车数据链，完善充电行为数据，实现车辆充电行为数据可追溯、节能减排数据可计算、车桩信息数据可统计。
（六）建成充电设施安全保障体系
1.充电安全体系建设
为保障新能源汽车安全充电，充电运营商在安全制度管理以及充电设备安全技术方面开展了大量的实践工作，同时借助充电服务平台对充电数据进行深度挖掘，研判充电安全隐患，为安全充电增加网络管理“防火墙”。充电运营商积极建立安全管理制度体系，持续开展充电设备标准化改造工作，完善充电服务平台的安全预警体系。
3.充电设施保险机制建设
目前，为保障充电基础设施安全运行，运营商投入巨额资金建立了设施运维服务体系。为应对充电桩桩体损坏（人为和自然因素）、因使用造成的人身及财产损失，增强充电基础设施产业安全信用，各运营商积极寻求与保险公司合作，建立充电基础设施产业链金融保障体系，完善充电设施配套保障服务。
三
充电基础设施产业发展新形势
（一）政策扶持力度进一步加大中央政府加大对充电基础设施产业的扶持力度，一是原有充电设施建设补贴持续执行，各地方政府持续发放充电基础设施建设补贴资金；二是四部委联合发布《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》，从促进规模化增长转向促进产业高品质发展；三是财政部在2019年补贴政策中指出，新能源汽车地方补贴资金转向充电设施补贴；四是地方政府出台区域性政策措施，助力产业有序健康发展；五是启动节能与新能源汽车技术路线图2.0版编制工作，增加了充电设施专题领域路线图的研究内容，为支撑政府统筹行业管理发挥了重要作用。
（二）充电服务品质大幅提升
一是充电设施网络规模高速增长，基本形成私家车以居住地自建充电设施和使用工作地内部充电设施为主、公共充电设施为辅的充电服务网络，且互联互通水平进一步提升；二是充电设备品质和一致性大幅度提升，各运营商持续完善运维服务保障体系，优化充电兼容性和充电安全策略；三是满足快速充电需求的大功率充电技术已经进入示范验证阶段，快速充电服务网络正在完善中；四是部分城市已经放开充电服务费价格，通过市场化手段调节，形成有序竞争态势；五是主流充电运营商加强战略合作，共同促进充电设施互联互通，提升充电服务体验。
（三）产业发展模式多元化
一是设施建设由粗放、盲目转变为按需配建为主，公共充电设施增长速度有所放缓，但新建场站的平均运营效率有所提升；二是充电场站的经营管理日益精细化，多方合作、共同管理成为公共场站经营的主要模式之一，运营类车辆的充电需求是市场竞争的焦点；三是增值服务成为场站竞争的主要措施之一，休息室、便利店等周边服务配套设施成为用户选择充电服务的重要参考；四是充电服务平台发展和功能定位差异化，部分充电平台通过数据信息合作已经开始产生经济价值；五是社会各界推广“+充电设施”模式；六是公共充电服务网络带动运营商其他业务增长。
（四）技术标准体系更加完备
新能源汽车充电技术正发生着深刻变化，充电技术发展迅速，快捷、便利、智能、互动特点进一步显现，大功率充电技术、小功率直流充电技术、无线充电技术、充放电双向互动技术、充电堆技术及充电弓技术等正逐步产业化。同时，结合储能技术，新能源汽车、智能交通与智慧能源的联系越来越紧密，跨界融合发展为新能源汽车和充电设施提供了新的发展空间，新能源汽车充电服务商向能源服务提供商的转变正在显现。先进充电技术从实验室预研走向示范应用，充电设施标准持续更新完善，试验室检测能力和一致性也快速提升。
（五）充电信息平台互联互通水平持续提升
1.企业平台
2.地方平台
3.国家平台
目前，国家充电基础设施监控平台已完成国内主要大型充电桩运营商的平台数据信息接入，完成重点省级区域及国家同级平台对接，为打通省级平台的区域性信息链条、链接地方数据实现信息共享分析提供了良好支持。
四
充电基础设施产业未来发展趋势
目前，全球汽车产业正在向“电动化、智能化、共享化”（三化）转型，充电基础设施产业将是汽车三化的重要组成部分，充电设施将成为连接车辆、能源、移动出行服务的重要纽带和桥梁，产业前景广阔。为积极参与并在促进汽车三化发展中扮演重要角色，充电基础设施产业需要技术创新、商业模式创新，提升发展品质，主动与汽车产业、科技公司、互联网企业融合发展。