精选新能源汽车及充电设备调查报告

精选新能源汽车及充电设备调查报告新能源汽车及充电设备调查报告20230323新能源汽车所谓的新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车，其中包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。与能源汽车相比拟，其主要优势在于废气排放量低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。中国市场上在售的新能源汽车都是混合动力汽车。1.1新能源汽车种类混合动力汽车混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型开展也很快。混合动力汽车的优点是：采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率缺乏时，由电池来补充；负荷少时，充裕的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零〞排放。有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。可以利用现有的加油站加油，不必再投资。可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低本钱。缺点:长距离高速行驶根本不能省油。2.纯电动汽车电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大局部车辆直接采用电机驱动，有一局部车辆把电动机装在发动机舱内，也有一局部直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，去除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担忧。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时充裕的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究说明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点〞。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是根底设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要根底设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的时机。优点:技术相对简单成熟，只要有电力供给的地方都能够充电。缺点:目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购置价格较贵，至于使用本钱，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。3.燃料电池汽车燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反响产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。燃料电池的化学反响过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒－克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，方案在2023年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范工程。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件本钱的方向努力，并已取得了显著的进步。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：零排放或近似零排放；减少了机油泄露带来的水污染；降低了温室气体的排放；提高了燃油经济性；提高了发动机燃烧效率；运行平稳、无噪声。此外，还有氢气汽车、燃气汽车与生物乙醇汽车。1.2新能源汽车的市场与政策新能源汽车的市场中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究工程被列入国家“十五〞期间的“863〞重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五〞以来，我国提出“节能和新能源汽车〞战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。2023年，新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2023年成为我国“新能源汽车元年〞。2023年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，1-12月新能源乘用车销售899台，同比增长117%，而商用车的新能源车共销售1536台，1-12月同比下滑17%。2023年，在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速开展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2023年1-11月，新能源乘用车销量同比下降61.96%，至310辆。2023年1-11月，新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长178.98%，至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇，“新能源汽车〞在中国商用车市场已开始迅猛增长。2023年，我国正加大对新能源汽车的扶持力度，2023年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购置新能源汽车补贴试点工作。2023年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的开展方向。“十二五〞期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化开展阶段：2023-2023年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。“十三五〞期间即2023-2023年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。1.2国家扶持政策中国已明确指出:节能与新能源汽车代表未来汽车开展方向,已成为市场新的经济增长点和战略调整的制高点。中国新能源汽车开展目标:我国燃料电池汽车领域的资深专家、科技部部长万钢提出的新能源汽车开展目标为:到2023年,国内有10%新生产的汽车是节能与新能源汽车,按届时汽车年产辆为1000万辆算,我国新能源汽车要到达年产100万辆的规模。与此同时,中国政府为新能源汽车提供巨额财政补贴:09年2月，财政部、科技部、发改委、工信部等四部委召开“节能与新能源汽车示范推广试点会议〞。由于一些城市积极申请参与，参与“十城千辆〞方案的城市名单目前已经增至13个，北京、上海等城市入选。2023年2月5日,财政部公布了和科技部出台的?节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行方法?,对乘用车和轻型商用车,混合动力汽车根据混合程度和燃油经济性分为5档,最高每辆补贴5万元;纯电动汽车每辆补贴6万元;燃料电池汽车每辆补贴25万元。长度10米以上城市公交客车是此次补贴的重点,其中混合动力客车最高每辆补贴42万元,纯电动和燃料电池客车每辆分别补贴50万元和60万元。更令国内汽车界振奋的是,国家针对新能源动力汽车的产业化又推出的“十城千辆〞方案,将在连续3年内,每年开展10个城市大中城市,每个城市在公交、出租、公务、市政、邮政等领域推行1000辆新能源汽车进行商业化示范运行。可以预期的是,随着各项政策的陆续实施,国家明确实施新能源战略将促使各厂商新能源车的产业化进程再次提速。新能源汽车财政部和工信部在全国“两会〞期间同时表示，个人购置新能源汽车将实行购置补贴。财政部对混合动力汽车的补贴按照节油率分为五档补贴标准，最高每辆车补贴5万元;纯电动汽车每辆可补贴6万元;燃料电池汽车每辆补贴25万元。2023年6月，财政部等多部委联合发布?关于开展私人购置新能源汽车补贴试点的通知?，确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购置新能源汽车补贴试点工作。?通知?明确，中央财政对试点城市私人购置、登记注册和使用的插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车给予一次性补贴。补贴标准根据动力电池组能量确定，对满足支持条件的新能源汽车，按3000元/千瓦时给予补贴。插电式混合动力乘用车每辆最高补贴5万元，纯电动乘用车每辆最高补贴6万元。2023年春节前，财政部、科技部发出?关于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知?，决绿色环保车定在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌13座城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作；鼓励试点城市率先在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共效劳领域推广使用节能与新能源汽车。?通知?明确指出，中央财政重点对试点城市购置混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池等节能与新能源汽车给予一次性定额补助。?通知?同时要求地方财政安排一定资金，对节能与新能源汽车配套设施建设及维护保养等相关支出给予适当补助，保证试点工作顺利进行。不完全统计，中度混合动力汽车的平均本钱比同类型汽油动力车贵30%至50%。1.3新能源汽车电池谈及新能源汽车，关键部件必不可少，电池的重要性首当其冲。目前新能源汽车国家在给予很大的政策和资金支持，但是任然存在难题，其科技攻关点在：电池能力；发动机系统；电控系统;针对新能源汽车的电池的能力深入调查。1.3.1新能源汽车电池类型从全球新能源汽车的开展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器[2]，其中铅酸电池、超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。1铅酸蓄电池铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，它可靠性好、原材料易得、价格廉价；比功率也根本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用本钱过高。2镍氢蓄电池镍氢蓄电池属于碱性电池，镍氢蓄电池循环使用寿命较长，无记忆效应，但价格较高。它的初期购置本钱虽高，但由于其在能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用本钱并不高。目前国外生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie、丰田和松下的一个合资公司。Ovonie现有80A·h和130A·h两种单元电池，其比能量达75－80W·h/kg，循环使用寿命超过600次。这种蓄电池装在几种电动汽车上试用，其中一类车一次充电可行驶345km，有一辆车一年中行驶了8万多公里。由于价格较高，目前尚未大批量生产。国内已开发出55A·h和100A·h单元电池，比能量达65W·h/kg，功率密度大于800W/kg的镍氢蓄电池。3锂离子电池锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，并且目前人类只开发利用了其理论电量的20%～30%，开发前景非常光明。同时它是一种真正的绿色环保电池，不会对环境造成污染，是目前最正确的能应用到电动车上的电池。我国从二十世纪九十年代开始开发和利用锂离子电池，至今已取得突破性进展，研制出了完全拥有自主知识产权的锂离子电池。4镍镉电池镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55W·h/kg，比功率超过190W/kg。可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可到达2000屡次，但价格为铅酸蓄电池的4～5倍。它的初期购置本钱虽高，但由于其在能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用本钱并不高。缺点是有“记忆效应〞，容易因为充放电不良而导致电池可用容量减小。须在使用十次左右后，作一次完全充放电，如果已经有了“记忆效应〞，应连续作3～5次完全充放电，以释放记忆。另外镉有毒，使用中要注意做好回收工作，以免镉造成环境污染。5钠硫蓄电池钠硫电池的优点：一个是比能量高。其理论比能量为760W·h/kg，实际已大于100W·h/kg，是铅酸电池的3～4倍；另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200～300mA/mm2,并瞬时间可放出其3倍的固有能量；再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反响，充放电电流效率几乎100%。钠硫电池缺点，主要其工作温度在300～350℃，所以，电池工作时需要一定的加热保温。而高温腐蚀严重，电池寿命较短。现在已有采用高性能的真空绝热保温技术，可有效地解决这一问题。也有性能稳定性及使用平安性不太理想等问题。在80～90年代，国外重点开展钠硫电池作为固定场合下〔如电站储能〕应用，并越来越显示其优越性。这方面日本企业进展最为显著。作为近期普遍看好的电动汽车蓄电池，已被美国先进电池联合体(USMABC)列为中期开展的电动汽车蓄电池，德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为17.5kg，蓄电量19.2Kw·h；比能量达109W·h/kg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆无故障地行驶了2300km。1.3.2新能源汽车电池优势类型2023年2月份，财政部、科技部发出的?节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行方法?中提到，对使用铅酸电池和使用镍氢电池、锂离子电池两类的混合动力汽车进行补贴，最高补贴额分别为8万元/辆和42万元/辆。而2023年6月发布的新能源车补贴以电池容量为确定补贴的唯一指标，铅酸电池完全被否认。前期的新能源车定义中包括铅酸电池的工程，而此次明确补贴的动力电池不包括铅酸电池。而且作为混合动力主力的镍氢电池也将很少补贴。可见，在政策层面，锂离子动力电池和超级电容器的最大的获益对象。1.3.3新能源汽车电池价格趋势就价格趋势来看，目前电动汽车用快充锂离子动力电池价格在$1600/kwh左右，普通锂离子动力电池价格在$500/kwh，按照目前美国汽油和电力的价格趋势，在汽车的整个使用周期内，100km续航能力的快充锂离子动力电池电动车使用本钱比性能相当的汽油内燃发动机汽车高25%。一旦电动汽车用动力电池价格下降到$200-300/kwh，电动车使用本钱将与传统汽车相当。根据预测，在各国相关政策的鼓励下，2023年全球电动汽车用锂离子需求接近50Gwh，快充电池本钱2023年有望下降到$400-500/kwh，普通动力电池价格能下降到$200-300/kwh。1.4新能源汽车充电方法1.直接配套充电车型配套的充电方式有三种，一是充电站，二是可在城市小区和停车位普遍设立的刷卡式充电桩，三是任意民用电插座。民用电插座不仅涉及电费计费问题，而且充电时间长，不可能成为主流充电方式。而在停车位设立刷卡式充电桩，几乎所有的车辆都在下班后的同一时间充电，一旦电动汽车的拥有量到达一定规模，就会产生谐波，对城市电网构成破坏性影响，电网将不堪此负。而充电站对车辆的效劳，必须能在短时间内完成，尽管各国都在研究快速充电的方法，也进行了快速充电的成功试验，但是，快速充电对电池的破坏作用是无法杜绝的，用牺牲电池寿命作为代价来完成快速充电是不划算的！采用换电模式，带来的问题电池寿命将大打折扣！锂离子电池生产厂家提供的数据说明：单体磷酸铁锂电池的循环寿命可以到达5000次以上，按照2000次来设定出厂标准是完全可以实现的。而超过100个单体成组后的电池模块，在人工维护的情况下，寿命只能到达1500次，如果每次充电可以行驶200公里，电池的里程寿命就可以到达30万公里。这对于电动汽车的用户来说，是完全能够接受的。但是，如果没有人工维护，采取盲充方式补给电能，电池组的循环寿命将急剧下降到200次左右，甚至会出现几十次充电就损坏的情况。这对电动汽车来说是要命的事情。因此，国内外的汽车制造厂家都试图从电池质量和电池管理入手，解决电池组的寿命问题。但是，提高电池的出厂质量和一致性并不能从根本上延长电池寿命，因为无论出厂质量和一致性再好的电池，都会在使用和充电过程中出现随机性个体差异，最终导致电池组提前损坏。而电池管理系统如果细化到对每一单体电池进行监测和控制，其造价将与电池相差无几，这就意味着本来就很昂贵的电池，又增加了一倍的本钱，而且，高性能的电池管理系统本身要消耗15~20%的能量，这就意味着电池里程寿命已经损失了仅20%了，这还不算，就是安装了高性能的电池管理系统，也不可能将电池寿命提高到理想的千次以上，丰田普锐斯不超过3年10万公里的电池寿命就是最好的例证。因此可以说，虽然通过提高电池质量和优化电池管理可以有限提高电池组的寿命，但想通过这个途径使电动汽车在综合本钱上具有对燃油汽车的竞争优势，是根本不可能的，这条技术路线必将永远依赖政府补贴。由于采用不换电模式，电池寿命就无法实现理想的指标，国外汽车巨头就把主攻方向放在以电池为辅的混合动力和增程式电动汽车上，采用小电池承当辅助功能，弱化了电池的作用。但由于混合动力汽车二元切换的复杂结构，使其本钱永远也降不到与燃油汽车相当的程度，而其节油性又非常有限，它绝对不可能成为电动汽车商业化的主流模式。美国通用公司推出的增程式电动汽车Volt,虽然比混合动力汽车前进了一步，由于结构较为简单，使制造本钱明显低于混合动力汽车，节油效果也更好一些，其市场前景比混合动力汽车更光明一些。但是，不进行维护的电池，仍然是致命的软肋，只有配套电池的定期检测、保养、维护和电池寿命质量的保险，才有可能实现商业化。而这一切仍然需要在车辆结构上解决电池组的快速装卸问题、仍然需要保证电池寿命的租赁式运营模式与之配套。2.快速更换电池快速更换电池对电动汽车商业化的意义远远超出了国外车企最初的设想，按照欧日跨国公司当年的设想，快速更换电池仅仅是为了实现快速补充能源，他们没有想到，这种方式是提高电池寿命的最正确途径。此外，还有一个作用是盲充模式无法抗衡的，就是：由于电池的工作是电化学反响，对电池的冲击要比机械磨损具有更大的离散性，机械磨损在不同个体间的差异非常小，作为汽车核心部件的发动机可以很容易实现绝大局部个体30万公里以上的使用寿命，而动力电池那么不然。即便是平均使用寿命到达了30万公里，也仍然无法实现商业化操作。因为，超过30万公里和缺乏20万公里的个体都有可能到达30%，大量寿命不达标电池的车辆，将使汽车企业无法应对，价格比车身结构还贵的电池赔是赔不起的，而不赔，将名声扫地，只能惨淡退市，无异于自杀。这就是多家汽车企业的样车早已下线，吆喝了许多年也不敢向私人用户出售的根本原因。相比之下，在充电运营商用自己的电池而不是车主的电池在充电站循环使用，为车主提供效劳，除了快速补电、提高电池寿命之外，无形之中带来了第三个功能：只要电池的平均寿命达标，就可以实现商业化，要比不能换电车型必须使95%以上电池寿命达标，才能实现商业化，容易一百倍！1.5结论根据目前环境保护政策以及市场气氛，新能源汽车属于潜力股，在以后的几年中预计会有较好的开展，而对于其重要部件新能源电池以及充电设备的开展有促进作用，未来充电设备会像今天的加油站一样普及。电池充电设备2.1电池充电设备开展背景2.1.1电动汽车充电方式目前在新能源汽车迅速开展的同时带动汽车电池以及充电设备的开展，电动汽车充电设施建设的相对滞后已经成为制约电动汽车开展的瓶颈，加快充电配套设施建设刻不容缓。目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种：慢充方式慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电本钱，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，根本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20min至1h内，为电动汽车提供短时充电效劳，快充方式可以解决续航里程缺乏时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、平安性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短〔约1h〕。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。3.快换方式。快换那么是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10min。快换方式最为便捷，但是需要电动汽车和车载电池实现标准化，而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电，更换电池时间较短，但要求电池的外形、容量等参数完全统一，同时，还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。

根据电动汽车充电方式的不同，电动汽车充电设施可以分为充电桩、充电站、换电站三种类型。充电桩对具有车载充电机的电动乘用车辆提供交流充电电源，具有占地面积较小，布点灵活的特点。充电站由多台充电机、充电桩组成，占地面积较大，采取快充、慢充和换电池等多种方式为电动汽车提供电能，并能够对充电机、动力电池、电池更换设备进行状态监控。换电站为用户提供更换电池和电池维护效劳。电池更换站的主要设备是电池拆卸、安装设备，换电站具有操作专业性强、更换电池时间短、占用场地面积比充电站小等特点。2.1.2国外电动汽车充电设备开展状况目前，美国、日本、以色列、法国、英国等国家都已开始建设各自的电动汽车充电设施，主要以充电桩为主。(1)美国美国国土辽阔，且各州独立性较强，在电动汽车及其充电设施设想上各州有所不同，加利福尼亚州、弗吉尼亚州等地都开展了充电设施的建设。其中加州的建设力度最大，由“美好空间工程〞公司与加州北部的旧金山、奥克兰和圣何塞等城市的政府联手建设，将于2023年在上述城市的所有居民区、商厦、停车场和政府大楼安装充电桩，以方便电动汽车驾驶者随时为汽车充电。该公司还将在上述地区兴建电池更换站，以方便长途驾车者随时更换电池，工程方案总投资达10亿美元。此外，美国第一太阳能公司〔SolarCity〕在加州101高速公路上建造了5个充电站。每个充电站能够提供240V、70A快速充电效劳，能够在3.5h内为特斯拉纯电动汽车充满电。(2)日本截至2023年，日本拥有100多座充电站，其中60%集中在东京地区。日本政府表示，为普及电动汽车，将在三年内建造千余座充电站。日本东京电力公司将带头参与有关的根底建设，2023年东京将率先建成200多座充电站，预计三年后将增加到1000座以上，在东京充电桩更为普及，楼宇路旁随处可见。邻近东京的神奈川县方案5年内至少让3000辆电动汽车上路行驶，该县已经承诺提供150座快速充电站。日本中央政府对这项技术表示支持，将选择城市试点开展电动汽车充电工程。该工程将会涉及在付费停车场、超市以及餐饮连锁店安装电源插座，以供驾驶员们免费使用。英国在英国，伦敦市区已经有60个免费汽车充电桩，开电力驱动车的人可以非常方便地在住宅附近、办公楼旁边或者繁华街道上找到充电桩，享受不计次充电和停车的效劳，一年只需交75英镑的管理费。(4)法国在法国，电力企业在城市建设了很多的充电站供电动汽车使用，同时电动汽车也可以在家中充电。截至2023年，全法国有1万多辆各类电动汽车，200座公共充电站，电动汽车示范应用集中在市政、邮政、公交、电力、环卫等公用事业部门。(5)以色列2023年1月21日，雷诺－日产汽车公司携手美国ProjectBetterPlace公司与以色列政府签署谅解备忘录，决定在未来三年内开展合作，共同推动纯电动汽车的市场应用。根据合作协议，以色列政府将负责制定针对消费者的税收优惠政策，雷诺汽车公司将负责电动汽车的供给，而ProjectBetterPlace公司那么负责建设以色列全国范围内的充电站根底设施。ProjectBetterPlace公司方案在未来三年内建设大规模的电池充电设施网络；同时，电动汽车还将配备可以实时显示电池剩余电量和充电站位置的车载电脑系统。公司方案推广一种商业模式，该模式将汽车和电池区分开来即顾客不拥有电池，只租赁电池。公司将在全国范围内覆盖式地建立一个充电网络和一大批交换效劳站，让顾客可以很方便的快速充电，或者在交换效劳站更换电池。以色列的充电站根底设施模式可以概括为“政府特许、公司运作、电池归公司所有、租换便捷〞。2.1.3国内电动汽车充电设施开展状况1.开展历程截至目前，我国电动汽车充电站大多局限于电动公交汽车或内部集团用车，还没有建成真正面向不同用户的充电站效劳网络。目前已经建成或在建的比拟有代表性的充电站有如下内容。2023年，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站。2023年，北京市奥运会期间建设了国内第一个集中式充电站，可满足50辆纯电动大巴车的动力电池充电需求。2023年10月，上海市电力公司投资建成上海漕溪电动汽车充电站，是国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站。2023年底，北京首科集团在健翔桥建设完成了国内第一个包含完整智能微网的北京纯电动乘用车示范充电站。2023年12月31日，南方电网投产的首批电动汽车充电站〔桩〕在深圳建成投运，建设规模为2个充电站、134个充电桩。2023年3月31日，国家电网公司唐山南湖充电站建成投运，是我国首座国家电网典型设计充电站，可同时为10台电动汽车按快充和慢充两种方式进行充电作业。2.开展规划充电设施开展规划方面，从2023年开始全国电动车根底设施建设规划开始出现了超快速开展，国家电网、南方电网、中石油、中石化、中海油等大型国企集团都纷纷发布电动汽车充电设施建设规划或建设意向。2023年1月27日，国家电网公司发布的社会责任报告披露，将于2023年年底前在27个地区建设75座电动汽车充电站和6029个充电桩试点。南方电网公司那么将深圳列为首批新能源试点城市。按照深圳市的规划,到2023年,深圳将建设各类新能源汽车充电站12750个,其中公交快、慢速充电站各25个,公务车充电桩2500个,社会公共慢速充电桩1万个,社会公共快速充电站200个。石油石化行业也不甘落后，纷纷参加充电站建设领域。中海油与中国普天的合资公司———普天海油新能源动力有限公司那么与众泰汽车签订了战备合作协议，方案2023年初在两个以上省会城市启动建设纯电动汽车充电站网络。中石化集团与北京市政府共同推进纯电动汽车充电站根底设施建设工作，将主要利用中石化现在面积较大的加油、加气站改建成加油充电综合效劳站。中石化的这种加油充电综合效劳站将首先扩展到北京全市范围，进而扩展到河北、天津，甚至更大的范围内。2.2电池充电设备市场分析

目前国内外电动汽车充电设施的建设、运营主要有三种商业模式：一是公用充电站模式，二是停车场〔或路边〕充电桩模式，三是电池更换站模式。2.2.1公用充电站模式主要特征：公用充电站类似于加油站，通常建在城市道路或高速公路两旁。充电站由多台充电设施组成，可以采取快充、慢充和换电池等多种方式为各种电动汽车提供电能。规模较小的充电站一般可供10辆汽车同时充电，规模较大的充电站可供40辆汽车同时充电。优点：充电站可以为社会汽车提供多种效劳，既可以快充，也可以慢充，有些充电站还可以提供换电池效劳；充电速度快，采用快充方式一般可在几十分钟内将电池根本充满；充电站由于具有公用性质，设备利用率高于停车场的充电桩。缺点：充电站占地面积大，规模较大的充电站占地超过一般加油站，甚至可与停车场相比；由于需要配备多种充电设备，建设难度较大，一次性投入多，国网公司新建充电站投资平均在300万元左右。主要障碍：由于占地面积大，在城市土地日益紧缺的情况下，充电站在大城市布点数量受限，网点密度低；充电站最大的优势在于快充，但目前快充技术还有待完善，以期进一步缩短充电时间，减小对电池寿命的损害。开展前景：充电站建设在技术上不存在问题，设备投资本钱也不高，但其占用过多的土地资源，征地本钱不可低估。从短期看，在其他充电设施建设刚刚起步、完备的充电网络还没有形成的情况下，迅速建设一批公用充电站是必要的，可以产生良好的示范效应和广告效应，推动电动汽车的尽快普及。但是从长期看，公用充电站不可能成为电动汽车充电的终极解决方案，也不应作为主要的充电方式。公用充电站应该定位于主要满足各种社会车辆的应急充电需求，以提供快充效劳为主，这样可以有效减少充电站的占地面积，提高设备利用率。2.2.2停车场〔或路边〕充电桩模式主要特征：充电桩通常建在公用停车场、住宅小区停车场、商场停车场内，或建在公路边，也可以建在私人车库中。充电桩具有功率较小、布点灵活的特点，以慢充方式为主，具备人机操作界面和自助功能。优点：充电桩建在停车场或路边，占地面积小，建在车库和住宅小区内的充电桩完全不占公共用地；建设难度小，一次性投资少，单个充电桩的建设本钱在2～3万元。缺点：充电速度慢，充电桩采用慢充方式，充电时间要5～10h；由于充电时间长，且局部充电桩具有专用性质，充电桩的设备利用率要低于充电站；不能满足应急、长距离行驶的充电需求。主要障碍：虽然建设单个充电桩很容易，但充电桩要形成网络才能满足电动汽车普及的需要，完善整个充电网络需要较长时间。开展前景：在国外，居家充电是使用频率最高的电动汽车充电方式。在家门之外，才需依靠公用充电设施。目前从以色列特拉维夫和日本东京地区的使用经验来看，停车场和社区的充电桩使用频率更高，而充电站并未成为大多数电动车使用者的优先选择。从使用便利性和节约资源角度考虑，汽车大局部时间都处在停车状态，建在停车场和路边的充电桩根本可以满足电动汽车常规充电的需要；并且以数量庞大的充电桩替代充电站，还可以节约珍贵的土地资源。因此，长期来看，在我国占据主导地位的常规充电方式应为慢充，停车场和路边的充电桩将成为占主导地位的充电设施。在所有能够停车的地方建上充电桩，每增加一台电动汽车即新建一个充电桩，充电桩数量将与电动汽车数量相当。2.2.3电池更换站模式主要特征：用户从电池租赁公司租用电池，更换站为用户提供更换电池和电池维护等效劳，电池在充电中心集中充电。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。优点：对电池更换门店要求很低，只需要2～3个停车位，占地面积较充电站小；电池更换站的主要设备是电池拆卸及安装设备，电气设备少，建设难度小，一次性投资也比充电站要少；更换电池速度快，更换电池的时间一般为5～10min，未来随着技术的进步，更换电池需时将少于快充；更换电池模式对网络门店要求低，易于在城市大面积布点。缺点：须建设专业的电池配送体系。主要障碍：要求国家建立统一的电池标准，电动汽车安装的动力电池必须可拆卸、可更换，对汽车工业标准化体系要求非常高。我国目前电动汽车标准体系还很不健全，各汽车生产厂家和电池生产厂家根本上各自为战，电池规格差异很大；更换电池模式涉及电池租赁、充电、配送、计量、更换等多个环节，由多家企业分工完成，运作复杂。开展前景：从商业运营的角度看，换电池模式属于能源新物流模式。换电池模式有利于电池生产企业的规模化、标准化生产，有利于能源供给企业的规模化采购与集约化管理，将显著降低总运营本钱。能源供给企业作为一个相对独立的中间运营商，有利于政府施行更具针对性的扶持和优惠政策，如电价政策、购置电池补贴政策等，易于建立清晰的财务盈利模式，比单纯提供充电效劳可获得更高的投资回报，具有更广阔的开展空间。除此以外，这种模式对电网平安、经济运行也十分有利，集中充电便于统一调度、管理和监控，能够最大程度地发挥削峰填谷作用，提高电力系统负荷率，最大限度减少谐波污染等对电网的不利影响，有利于电网的平安稳定运行和电力资源的优化利用。电池更换站模式理论上是一种较为理想的商业模式，国内有个别城市已开展了试点运营，但在短期内大规模推广这种模式存在一些困难，主要表达在以下三方面：一是管理方面，我国处于电动汽车产业开展初期，电池技术尚未成熟，各种电池的性能、质量差距很大，统一电池标准难度非常大，这不仅仅是电池标准化的问题，还涉及到电动汽车的标准化，是一个庞大的系统工程，涉及汽车厂、电池制造商、更换站经营者等各方面的利益。二是技术方面，为了保证电池可更换，所有电池须具有良好的一致性。不仅要统一电池接口标准，还要统一电池的尺寸、规格、容量、性能等，在目前国内电池生产厂家各自为战的情形下，统一所有电池厂家生产电池的一致性问题，在短期内很难实现。三是电池流通方面，电池更换过程中会存在电池新旧程度、残留能量的差异，将带来电池更换时如何计量、计费的难题。总之，电池更换站模式要成为一种成熟的商业模式，还有很长的路要走。只有在我国电动汽车工业开展到较为成熟的阶段，才可能成为充电产业主流的商业模式。2.2.4综合分析(1)以上三种模式不是非此即彼、互相排斥的关系，而是既互相竞争又互为补充的关系。未来应由充电站、充电桩和更换站共同组成一个完整的充电网络体系，为电动汽车用户提供便捷、高效的效劳。(2)短期看，在电动汽车开展的初级阶段，建设一批功能完备的充电站是十分必要的，可以产生良好的示范效应和广告效应，推动电动汽车的尽快普及。但是，如果电动汽车大规模普及，仅靠充电站是无法解决充电问题的，还会耗用过多的土地资源。公用充电站应定位于主要满足各种社会车辆的应急充电需求，以提供快充效劳为主。(3)从使用便利性和节约资源角度考虑，未来在我国占据主导地位的常规充电方式应为慢充，停车场和路边的充电桩将成为占主导地位的充电设施。随着电动汽车数量迅速增长，应形成以“充电桩为主、充电站为辅〞的充电网络，充电桩用于常规慢充，充电站满足应急快充的需求。因此，我国目前应加强对充电桩规划、建设、运营等有关问题的研究，加快充电桩的布点和建设。(4)从商业运营的角度来看，电池更换站模式属于能源新物流模式，有利于电池生产企业的规模化、标准化生产，有利于能源供给企业的规模化采购与集约化管理，理论上是一种比拟理想的商业模式。但是这种模式目前存在管理、技术和商业上的困难，短期内难以大规模推广。当我国电动汽车工业开展到较为成熟的阶段，电池更换站模式将可能成为更成熟、更高效的商业模式，而近期可在个别具备条件的城市开展电池更换站模式的试点。

第三章充电设备企业概况3.1国家电网3.1.1国家电网概况在电动汽车普及的初期，建设充电设施的短期经济效益并不明显，一般社会资金大多不愿意投资建设充电设施。电网企业作为国有特大型能源企业，有义务承当起自己的社会责任，积极推动各类充电设施建设，支持、促进新兴产业的开展，为我国实现经济增长方式的转变做出应有的奉献。与其他充电设施潜在的投资者相比，电网企业在充电站建设的技术领域更具有优势，充电站应该采用多大的变压器、电压等级多少、如何与配电网协调优化等，电网企业最为了解，做起来轻车熟路。实际上由于所有的充电设施都必须依托现有供电网络来建设，因此电网企业来完成城市充电站、停车场和路边充电桩的建设规划是最适宜的。许继集团有限公司是国家电网公司控股的电力装备行业大型骨干和龙头企业，拥有1家上市公司、2家行业研究所、2家国家产品质量检测中心、63家子〔分〕公司，产品覆盖发电、输电、配用电等电力系统各环节，横跨高压及中压电压等级、一次及二次装备、交流及直流装备领域，是国内综合配套能力最强、最具竞争力的电力装备制造商及系统集成商。2023年实现销售收入130多亿元。多年来，许继集团连续承当并完成了一系列国家重大科研工程的研制和国家重大工程设备的制造，填补了诸多国内空白。研制的重大装备产品在国家重点工程中得到广泛应用，先后为“西电东送〞、“西气东输〞、“南水北调〞工程及核电建设、铁路建设等国家大型工程工程提供成套设备，为加快我国重大装备国产化进程、提升电工业的整体运行水平做出了重要奉献。3.1.2电池充电系统EVS-8000系统是中电装备许继集团按照国网指导方针，发挥自身技术优势，从“电动汽车效劳公司〞运营所涵盖的业务范畴出发，利用RFID、传感器、图像识别等技术，通过GPRS/3G、WiFi、Internet等通讯手段，将具有身份标识的电动汽车、动力电池、充电设施、换电设备、用户车主、智能电网等相关主体进行互联而构建的一整套电动汽车充换电效劳网络及其运营管理系统。图3.1系统结构图

图2系统结构细化3.1.3系统关键设备1.充电设备1)ZCJ系列交流充电桩为带有车载充电机的电动汽车提供交流电源，满足社会化车辆的充电需求。功能特点：●为车载充电机提供交流充电电源，具备过流、漏电保护功能；●可设置定金额、定电量、自动充满等多种充电方式；●采用射频IC卡交易，按照“预扣费与实结帐〞方式平安付费；●支持以太网、CAN、GPRS等多种通信方式；●提供落地、壁挂和一桩两充等结构形式。技术指标：●工作环境温度：-20℃～50℃；●额定工作电压：220V；●额定工作电流：32A；●电能计量准确度：1.0级；●剩余电流保护动作电流：30mA；●剩余电流保护动作时间：≤0.1s；●充电口连接器机械寿命：＞10000次；●平均故障间隔时间：MTBF＞50000h。ZCD20系列整车充电机为电动汽车动力电池提供直流充电电源，满足社会化车辆的快速充电需求。功能特点：●充电单元采用模块化高频开关电源，充电电压和功率可灵活定制；●彩色液晶触摸屏人机操作界面，可设置自动、手动充电方式，显示电池类型、充电电流、充电电压、充电时间、充电功率、电能计量和计费信息；●具备完善的充电限制功能，充电过程能动态调节充电电流，确保电动汽车动力电池平安；●具备输入过压、欠压保护，输出过流、过压保护及模块过温保护功能，保证充电机可靠工作；●具备完备的平安保护措施，保证使用操作人员平安；●支持以太网、CAN等多种通信方式。技术指标：●工作环境温度：-20℃～50℃；●额定工作电压：380V；●输入功率因数：0.99；●输入谐波电流总畸变率：＜3％；●额定充电功率：40kW，100kW，200kW；●满载充电效率：92％；●最高充电电压：400V，500V，700V；●直流稳压精度：±0.5％；●直流稳流精度：±0.5％；●直流纹波系数：0.3％；●充电连接器机械寿命：＞10000次；●平均故障间隔时间：MTBF＞50000h。ZCD20系列分箱充电机为采用电池更换方式的动力电池箱提供直流充电电源，满足电池更换站动力电池箱的充电需求。功能特点：●充电单元采用模块化高频开关电源，充电电压和功率可灵活定制；●数显人机操作界面，可设置自动、手动充电方式，显示充电电流、充电电压和充电功率等信息；●具备完善的充电限制功能，充电过程能动态调节充电电流，确保电动汽车动力电池平安；●具备输入过压、欠压保护，输出过流、过压保护及模块过温保护功能，保证充电机可靠工作；●具备完备的平安保护措施，保证使用操作人员平安；●支持以太网、CAN等多种通信方式。技术指标：●工作环境温度：-20℃～50℃；●额定工作电压：220V，380V；●输入功率因数：0.99；●输入谐波电流总畸变率：＜3％；●额定充电功率：3kW，6kW，10kW；●满载充电效率：93％；●充电电压范围：40~80V，60~120V，100~200V；●直流稳压精度：±0.5％；●直流稳流精度：±0.5％；●直流纹波系数：0.3％；●充电连接器机械寿命：＞10000次；●平均故障间隔时间：MTBF＞50000h2)ZCS系列充放电机为电池更换站梯次利用的动力电池箱提供双向充放电控制，满足电池更换站充放储一体化操作。依据电网运行需要和电池管理系统提供的信息，可自动转换充放电状态和调整充放电运行参数，实现动力电池和电网之间电能的双向传递。功能特点：●充放电单元采用模块化高频开关电源，充放电电压和功率可灵活定制；●数显人机操作界面，可设置充电模式、放电模式，显示充放电电流、充放电电压和充放电功率等信息；●具备完善的充放电限制功能，充放电过程能动态调节充放电电流，确保动力电池和电网平安；●具备输入过压、欠压保护，输出过流、过压保护及模块过温保护功能，保证充放电机可靠工作。●具备完备的平安保护措施，保证使用操作人员平安；●支持以太网、CAN等多种通信方式。技术指标：●工作环境温度：-20℃～50℃；●额定工作电压：380V；●输入功率因数：0.99；●输入谐波电流总畸变率：＜3％；●额定充放电功率：12kW；●满载充放电效率：90％；●最高充放电电压：60V，80V，100V；●充电稳压精度：±0.5％；●充电稳流精度：±0.5％；●直流纹波系数：0.3％；●充电连接器机械寿命：＞10000次；●平均故障间隔时间：MTBF＞50000h。3.电池更换设备1)BSE-R100自动多箱快换设备BSE-R100型自动多箱快换设备可实现全自动更换电池箱，适用于电池箱侧面安装的电动商用车。电池更换站的建设一般适合为单一车型提供换电效劳。产品技术特点：1)一次更换2～4箱电池，单次换电时间小于2.5min；2)采用四立柱整体固定框架结构，承载能力大，有效载荷达1800kg；3)内置旋转机构实现电池箱换向，保证换电过程人员、车辆和设备平安；4)视觉分析系统，保证精确定位电池箱位置；5)对车辆高度变化具有自适应调整能力，保证高换电成功率；6)全部动作由伺服电机驱动，换电动作平稳；7)每工位对每车次换电时间小于5min。2〕BSE-F100自动单箱快换设备BSE-F100型自动单箱快换设备可实现全自动更换电池箱，适用于各种电池箱安装方式的电动汽车。电池更换站的建设一般适合为多种车型提供换电效劳。产品技术特点：1)一次更换1箱电池，单次换电时间小于1min；2)采用高强度机械手，有效载荷达500kg；3)满足不同安装位置和数量的电池箱更换，车辆适应范围广；4)采用多自由度机械臂，可任意调整电池箱夹具姿态，对车辆停靠要