电动汽车充电设施及运营综述

2015年国内新能源汽车产销分别达到34万辆和 33万辆，同比增长超300%。完成《节能与新能 源汽车产业发展规划（2012-2020）》中所提 出的2015目标。
与新能源汽车的爆发相比，充电基础设施建设 远远落后。截至2015年底，国内已建成的充换 电站3600座，公共充电桩4.9万个，车桩比大 约为9：1，
电能以磁场谐振的方式通过空间传输，这和无线电广播收音机的发射与接收原 理类似。物质的共振状态是 一种独特的现象，除了两个共振体之间有能量交流 之外不会对其他物体产生影响，这是一种自然界的物理 现象。MIT和沃尔沃的 研发团队都表明其无线充电所用的电磁共振技术使用的磁场与地球磁场类似， 对于 人类的健康并无影响，其技术符合FCC的要求。
产品标准
国际充电标准接口（交流慢充）
美国、日本
欧洲
通过转换器进行适配
•交流充电接口Type1和Type2的可以转换
国际充电标准接口（直流快充）
•国际直流充电接口CHAdeMO标准（2010.3）
国际充电标准接口（交直两用）
•国际直流充电接口CCS标准(Type1/2+DC)
国标接口接鉴了国际标准
适用车型分析
10-20kW落地式直流充电桩
产品描述：高档小区、停车场高速公路服务器、市政公共空间等公共区域分布 式充电站建设。 产品优势：采用大功率一体化设计方案，单机功率达20KW；全数字控制策略， 具备BMS接口；彩色LCD触摸屏，人机界面友好；预留3G通信，便于充电机监 控；可选择固定安装或定制移动万向轮；可选择室外机型和室内机型。 技术参数： 输入电压 3相AC380V+-10% 输入频率 50/60HZ 输出电压 200-420V 输出电流 100A 输出最大功率 20KW 输出稳定精度 ≤0.5% 输出恒流精度 ≤0.5% 输出纹波系数 ≤0.5% 输入负载调整率 ≤0.5% 工作效率 >95% 功率因数 >0.99 通信方式 RS485/CAN2.0/GRPS/3G
• • 功率规格：45KW、60KW、120KW、150KW、180KW 充电桩输出直流电直接给车载电池充电，功率较大，充电速度较 快
•
一般安装在高速公路、充电站等地
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直流充电桩
7-15kW便携式直流充电桩 10-20kW落地式直流充电 桩 15-30kW落地式直流充电 桩 60-180kW落地式直流充电桩
标准功能
1. 国家标准： a.名词解释、功能定义、规定直流充电桩工作流程； b.规定直流充电桩充电接口详细结构； c.规定直流充电桩与汽车BMS的CAN通信报文格式与内容； 2. 行业标准（能源局标准）： a.规定了充电桩的绝缘性能、充电输出、功能、安全要求、电磁兼容、防护等级等方面的测试方法 3. 企业标准（国家电网标准）： a. 与行业标准雷同，但增加了充电通信兼容性测试，包括CAN通信物理层测试、链路层测试、应用层 测试、协议规范测试等。
落地式直流充电桩
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7-15kW便携式直流充电桩
产品描述：广泛用于电动叉车，电动物流车，电动高尔夫球车，电动中巴车，电动越野车，电动游船等。 产品优势：单片机依据电车(组)的耐受电流能力、寿命曲线、析气点等信息自动完成充电全过程；具有环境温度补 偿功能，确保全天候条件下的温度适用性，可自动抗拒“过充”或“欠充”；具有脉冲充电功能，在确保蓄电池最 佳寿命的前提下将其充满；具有手动“均充”功能；产品经三防处理和“防尘”设计，提高了运行可靠性。 8.3、技术参数： 便携式地面高频充电机（单相、三相） 输入电压 单相AC220V ±10% 三相AC380V ±10% 输入频率 50/60HZ 输出最高电压 60V 输出最大电流 60A 输出最大功率 15KW 工作效率 >92% 功率因数 >0.9 通信方式 RS485
的辅助设备，集控制、显示等功能于一体，实现对整个充 电过程的智能化控制。
产品优势：灵活使用：壁挂式充电桩适合在空间拥挤、周
边有墙壁等固定建筑物进行壁挂安装，如地下停车场、车 库、车队或超市。小巧易操作：外观时尚，设计轻巧；一
键式操作；快速安装：安装操作便捷，直接悬挂于墙面、
接线、固定即可。
直流充电桩的特征
交流充电桩与车载充电机——应用
• 电动乘用车通常标配有车载充电机以满足不能快速充电的情况下 进行充电的需求，受限于车身空间、散热及交流取电的限制，车 载充电机功率一般不大于5kW,主流厂商的配置是不大于3.5kW， 通常家庭的AC220V就可以给车充电，充电时间介于5-8小时；
• 受制于交流电源的功率及获得的难度，通常电动中巴和电动大巴 士不配置车载充电机的（特定线路场合运营的定制车除外），不 能进行交流充电。
全国充电桩建设发展趋势
2015年下半年起，国家明确了对充电 设施的规划和建设指南，出台了《关 于加快电动汽车充电基础设施建设的 指导意见》和《电动汽车充电基础设 施发展指南；（2015-2020年）》两个 纲领性文件，提出了充电桩建设要按照 “桩站先行”的原则，适度超前建设， 并对达到新能源汽车推广量的省市实行 充电设施建设的奖励，促进车和桩的共 同发展。
按建站形式分类（一体机和分体机）
分布式充电桩充电站
分体机充电站
充电站系统
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用户APP
充电桩监控系统
动环管理系统
供电监控系统
充 电 站 系 统 的 构 成
计费管理系统收银系统 点餐源自统 进销存系统从运营商角度看充电桩需求
•充电引导与出行规划
•在线式支付结算 •实时充电服务与能效管理 •基于数据的分析、诊断、维保
从消费者角度看充电需求
• • • • 电动汽车能方便充电吗？ （便捷） 电动汽车充电需要多少时间？ （快速） 电动汽车充电的成本比油贵吗？ （经济） 电动汽车充满跑多远，电池寿命？（持续）
充电桩分类
按充电方式分类（直充、交流、无线）
充电桩分类
交流充电桩
电动汽车能源产品-充电桩
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直流充电桩
{ {
壁挂式交流充电桩
落地式交流充电桩
落地式直流充电桩 便携式直流充电桩 车载充电
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无线充电
交流充电桩的特征
•
• •
功率规格：7KW、22KW、40KW
充电桩输出交流电通过车载充电机转换成直流电给车载 电池充电，功率较小，充电速度较慢 一般安装在小区、停车场等地
适用车型分析
无线充电VS有线充电
现有的有线充电方案： 操作成本：线缆插拔需要人工操 作 安全隐患：恶劣天气等漏电风险 占地空间：建桩需耗费大量土地 资源 无线充电优势： 操作成本：无需线缆插拔
安全隐患：舒适安全
占用空间：不占据地表空间
两种无线充电原理
高通Halo无线充电技术
无线充电安全分析
数据来源于产业研究智库
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充电桩规划建设缺口巨大
按照新能源汽车与充电桩1：1的标准配比来看，充电基础设施建设缺 口巨大。 与新能源汽车的补贴和政策推广有序推进不同，充电设备之前用地、 电力设施、补贴、运营模式等规划均未明确，因此建设节奏有所落后。 随着新能源汽车销量的持续上扬，充电桩建设缺口将进一步加大，对 新能源汽车的推广形成制约，充电桩加速建设已经迫在眉睫。
•国标交、直流充电接口
充电桩相关标准
1. 国家标准： GBT 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求 GBT 20234.1-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求 GBT 20234.3-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口 GBT 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议 2. 行业标准（能源局标准）： NBT 33001-2010 电动汽车非车载传导式充电机技术条件 NBT 33008.1-2013 电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分非车载充电机 3. 企业标准（国家电网标准）： QGDW 1233-2014 电动汽车非车载充电机通用要求 QGDW 1591-2014 电动汽车非车载充电机检验技术规范
车载充电机
DC 电池包
AC
电网
车载充电机
交流充电桩
电动乘用车车载充电机（1.5KW-3.3KW)
产品描述：该自冷式车载充电机功率为1.5KW-3.3KW ，采用全数字高频谐振软开关技术，独特的磁芯散热技术，保 证了产品在极端恶劣的情况下可靠工作，广泛用于低俗电动轿车，电动观光车，电动清洁车和电动警用巡逻车等。 产品优势：采用全桥移相软开关技术，效率高，电磁干扰小；内置多种充电曲线，大大延长蓄电池的使用寿命；整 个充电机采用全密封，防水设计，同时采用了 抗震处理，具有很高的防护等级，满足了汽车电器的使用标准；兼容 铅酸电池，锂电池等各种动力电池，充电方式灵活，同时具备CAN通讯接口可以实时的和BMS通讯。 技术参数： 输入电压 AC220V ± 15% 输入频率 50/60HZ 输出最高电压 400V 输出最大电流 35A 输出最大功率 3.3KW 工作效率 >92% 功率因数 >0.9 通信方式 CAN2.0 冷却方式 风冷
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壁挂式交流充电桩 落地式交流充电桩
壁挂式交流充电桩
配网系列
壁挂式EV充电宝
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落地式交流充电桩
产品描述：怡咖壁落地式交流充电桩是一款为电动汽车充电的辅 助设备，集控制、显示等功能于一体，实现对整个充电过程的智 能化控制。 产品优势：适用范围广，落地式充电桩适用于公共停车场、居民 小区停车场、企业专用停车场等各类露天车场与地下停车场。 充电方式多样化：● 充电桩按充电计费方式，可分为：1）按时 间长短充电；2）按电量充电；3）按金额充电；4）充满为止●
高通Halo工作时的磁感应强度(也就是人们通常理解的辐射强度)约为100μT， 符合ICNIRP(国际非电离辐射 防护委员会)的相关标准｡事实上，在进行手机通话 时，磁感应强度可以达到220μT，因此大家对于Halo的 辐射水平可以有个较为 形象的理解。
目前在无线充电方面，国家还没有出台相应的标准。在电动汽车内，由于车壳 屏蔽作用，磁场强度较小； 在电动车外，虽然磁场强度较大，但仍小于ICNIRP 推荐的安全限制。此外，干扰磁场强度随着距离的减少 而迅速衰减，这就意味 着在离开一段距离后，辐射干扰基本不存在影响。
电动汽车充电设施及运营
陈滋健 简介
安徽中科海奥电气股份有限公司 南京怡咖电气科技有限公司 江苏双创联合会能源环保专委会 南京理工大学自动化学院 南京EV创业谷 董事长 执行董事 副秘书长 产业教授 创业导师
目 录/CONTENTS
发展综述
产品标准
充电桩分类
充电站系统
运营模式
发展综述
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新能源车、桩现状
充电桩按启动方式，可分为：1）即到即充；2）定时充电● 直观
性强：采用嵌入式系统作为主控制器，包括IC卡管理、液晶显示、 充电计费、充电管理、远程通信等功能，能将运行数据传到后台 监控软件，通过后台主站，管理员可以实时监控交、直流智能充 电桩的运行情况，为系统良好运行提供保障。
挂壁式交流充电桩
产品描述：怡咖壁挂式交流充电桩是一款为电动汽车充电
60-180kW落地式直流充电桩
产品描述：高档小区、停车场高速公路服务器、市政公共空间等公共区域分布式 充电站建设。 产品优势：采用大功率一体化设计方案，单机功率达100KW以上；全数字控制策 略，具备BMS接口；彩色LCD触摸屏，人机界面友好；预留3G通信，便于充电机 监控；可选择固定安装或定制移动万向轮；可选择室外机型和室内机型。 技术参数： 输入电压 3相AC380V ± 10% 输入频率 50/60HZ 输出最高电压 300V-750V 输出最大电流 240A 输出最大功率 100KW 输出稳定精度 ≤0.5% 输出恒流精度 ≤0.5% 输出纹波系数 ≤0.5% 输入负载调整率 ≤0.5% 工作效率 >95% 功率因数 >0.99 通信方式 RS485/CAN2.0/GRPS/3G
480万个桩
2.8万个桩
2014年
4万个桩
2015年 2020年
从电网的角度考虑充电桩需求
• 充电桩的源头是国家电网，国网力求占充电运营的主导地位； • 充电桩是电网的有机组成部分，不能有损于电网，而应有利于 坚强电网。 • ET+IT(能源技术+信息技术)的概念，发酵出来称之为Smart Grid(智能电网)，融入能源互联网。