让充换电更便捷更高效

中国储能网讯：充换电设施是新能源汽车产业发展的基础。今年的《政府工作报告》提出，稳定增加汽车、家电等大宗消费，增加停车场、充电桩、换电站等设施。《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》对充换电技术发展和商业模式创新提出更高要求。

电动汽车实现近零排放

近年来，我国新能源汽车产业加速发展。截至2020年年底，全国新能源汽车保有量达492万辆，占汽车总量的1.75%，比2019年增加111万辆，增长29.18%。其中，纯电动汽车保有量400万辆，占新能源汽车总量的81.32%。新能源汽车增量连续三年超过100万辆，呈持续高速增长趋势。

电动汽车的优势包括：能量利用率高，可以实现近似零排放；运行平稳，噪声低；结构简单，使用维修方便等。按照动力源的类型，电动汽车可分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。纯电动汽车以车载可充电蓄电池或其他能量储存装置为动力源。混合动力汽车，以燃料或可充电能/能量储存装置为动力源，将传统内燃发动机、电动机、动力电池等以串联、并联或混联方式组合在一起，具有传统内燃机车续驶里程长和电动汽车低能耗低排放的双重特点。燃料电池汽车以燃料电池作为主要动力源，一般配备动力电池作为辅助动力电源。燃料电池汽车主要以氢气为燃料，排放产物主要是水。

如何实现电动汽车充换电

充换电方式

传导充电

车桩之间通过充电枪线连接充电 传导式充电桩：非车载直流充电机、交流充电桩 应用场合灵活，适用面广

无线充电

基于电磁感应原理，车辆上安装接收装置，地面安装发射装置

收发装置能在一定距离内以高频电磁场形式传输电能

处于研究示范阶段，量产少

换 电

车辆电池可拆卸

相比充电更快捷

直流充电机与交流电网相连，采用高频电源技术为电动汽车车载动力电池提供直流电源，主要由控制单元、计量装置、读卡装置、人机交互装置、充电机模块、低压辅助电源、直流输出接触器、充电电缆和桩体等构成，特点是充电功率大，效率高，时间短等。直流充电机根据充电机安装位置的不同，可分为车载充电机和非车载充电机。一般公交、环卫、邮政等社会公共服务用车采用地面直流充电机进行充放电操作。

交流充电桩采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，由桩体、充电接口、保护控制装置、计量计费装置、读卡装置、人机交互界面等组成，特点是系统简单，占地面积小，操作方便。交流充电桩可分为落地式和壁挂式。落地式充电桩适合在各种停车场和路边停车位进行地面安装；壁挂式充电桩适合在拥挤的空间、周边有墙壁的固定建筑物进行壁挂安装。交流充电桩具有人机交互功能、计量功能、刷卡计费功能、通信功能、安全防护功能。

电池更换站采用电池更换方式为电动汽车提供电能供给，并能够在换电过程中对更换设备、动力蓄电池进行状态监控。电动汽车换电设备主要由充电架、电池箱及电池箱更换设备组成，电池箱是由若干单体电池、箱体、电池管理系统及相关安装结构件等构成的成组电池，一般其物理尺寸、功能实现、容量等与电动汽车的整车设计紧密相关。

从目前发展情况来看，换电模式发展面临建设成本高、标准不统一、盈利难等问题，大多在出租车、网约车层面尝试。随着电池能量密度的提高，现在电池成本更低；同时，电动汽车能耗不断下降，而且电池成本和整车能耗还在不断下降，这些都将有助于换电模式继续提升经济性。

截至2020年12月，我国充电站累计达到6.36万座、换电站达到555座，公共充电桩达到80.7万个，私人充电桩为87.4万个。

推动充换电网络建设

《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》提出，要大力推动充换电网络建设。

加快充换电基础设施建设。科学布局充换电基础设施，加强与城乡建设规划、电网规划及物业管理、城市停车等的统筹协调。依托“互联网+”智慧能源，提升智能化水平，积极推广智能有序慢充为主、应急快充为辅的居民区充电服务模式。

提升充电基础设施服务水平。引导企业联合建立充电设施运营服务平台，实现互联互通、信息共享与统一结算。加强充电设备与配电系统安全监测预警等技术研发，规范无线充电设施电磁频谱使用，提高充电设施安全性、一致性、可靠性，提升服务保障水平。

鼓励商业模式创新。结合老旧小区改造、城市更新等工作，引导多方联合开展充电设施建设运营，支持居民区多车一桩、临近车位共享等合作模式发展。

自2006年起，国家电网有限公司在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》指导下，率先开展新能源汽车充换电技术研究、标准制定、装备研制、示范工程建设，带动了充换电基础设施产业发展。

国家电网公司全力服务新能源汽车产业发展，不断加快电动汽车充电网络建设。形成覆盖全国176个城市、5万余公里的“十纵十横两环”高速公路快充网络，搭建全球规模最大的智慧车联网平台。智慧车联网平台累计接入充电桩119万根，链接3000多家上下游企业，服务620万户平台用户，有力带动产业协同发展。

【专访】

围绕新能源汽车充换电技术及服务模式，《亮报》对中国电科院用电与能效研究所智能电网能效试验检测中心副主任李涛永进行了专访。

《亮报》：为了更好地满足新能源汽车的不同充换电需求，不断提高新能源汽车的市场竞争力，下一步还应探索哪些新型充换电服务模式？

李涛永：2021年是“十四五”开局之年，在“碳达峰、碳中和”以及“新基建”部署带动下，中央和地方政府对充换电基础设施支持力度显著增加，今年的《政府工作报告》也明确指出“增加停车场、充电桩、换电站等设施，加快建设动力电池回收利用体系”。下一步居民区充电设施、大功率快速充电及换电设施将成为建设重点。

居民区建桩方面。目前，居民区充电桩建设存在落地难，部分老旧小区配电容量不足等问题。未来需进一步完善居民区充电桩建设推进机制，落实街道办事处等基层管理机构责任，推广智能有序充电、桩群就地互联、统建统营新模式，破解居住地充电难题，化解电动汽车里程焦虑。

大功率充电方面。新型高效交直流转换装备、新一代大功率充电技术及其标准正在由中外车企桩企联合攻关，未来10年将有望在公交车、矿用电动卡车等商用车型中进行规模化应用。届时将统一全球充电接口，充电电压、充电电流将提升至1000伏、900安左右，5分钟大约可增加续航里程100~200公里，实现“充电像加油一样便捷”。

换电方面。电动汽车充换电模式演变一直备受各界瞩目。百度、网易及蔚来等企业都呼吁建立电动汽车动力电池国家强制标准，提高车电分离型电动汽车及其换电设施标准化水平，统一规格、统一接口，实现车电分离、动力电池互换互通，降低制造、场站建设及运维成本，促进换电模式发展。换电设施将会作为充电网络的重要补充，在商用车领域持续深化换电技术应用，并积极探索在私人乘用领域的商业模式。

充电商业模式方面。车网协调成为行业创新发展重要方向。国家产业规划明确将车网协同作为融合创新重点任务提出，“碳达峰”下电网可再生能源调峰压力变大，能源互联网和电网源网荷储体系将推进V2G（Vehicle-to-Grid，车辆到电网）、车网协调技术加快落地。实施层面有序充电、充电负荷聚合、虚拟电厂及各种类型风光储充综合体、充换电服务互联互通、自动驾驶等都将促进充换电商业模式创新，进一步提升充换电服务便利性。

未来，随着电动汽车保有量的增长，依托智能有序充电、大功率充电、换电等新一代充换电技术及配套商业模式，会形成一系列创新型充换电服务模式，满足众多不同充电场景下的电动汽车充电需求。

来源：《国家电网报》《经济日报》《科技日报》《北京日报》、新华社客户端、国网电动汽车公司等

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