研究机构：锦科资本 新能源 充电设备研究 充电桩设备简介 Tesla 充电 基础设施 是指为电动汽车提供电能补给的各类 充换电设施 ，是新型的城市基础设施，主要包括各类集中式充换电站和分散式充电桩。 充电桩 其功能 类似于 加油站里面的 加油机 ，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的 输入端 与交流电网直接连接， 输出端 都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供 慢速充电 和 快速充电 两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。 特斯拉充电装置 示意图 示意图 2 1 3 4 示意图 示意图 示意图 新能源车充电系统：车载充电机、交流桩、直流桩 车载充电机是 固定安装于电动汽车上的，负责将输入的单相或三相交流电源经过电能 变换为直流 输出后对动力电池充电的装置。车载充电机既直接连上普通的电源插座进行充电，也可以跟交流充电桩配合使用。 其具有 为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池 管理系统（ BMS）提供 的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。 车载充电机 车载充电机实物图 交流充电桩的 主要作用是将电网电能转换为车载充电机可用的交流电源，再通过车载充电机去为电动汽车充电。交流工作电压是 220V或 380V，可以针对不同型号的电动车，采用相应的电压等级进行充电。 交流充电桩 交流充电桩实物图 直流充电桩的 主要作用则是将电网交流电能转换为直流电能，并采用传导方式为电动汽车充电。直流充电桩的输入电压采用三相四线交流 380V，频率 50HZ，可提供足够的功率，并且输出为可调直流电，因此可满足快充的要求。 直流充电桩 直流充电桩实物图 交流充电桩 需要借助车载充电机 来 充电 一辆纯电动汽车（普通电池容量）完全放电后通过交流充电桩充满 需要 8个 小时 交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于车载充电机的功率并不大，所以 不能实现快速充电 直流充电桩 交流充电桩 直流快速充电桩 不 需要车载充电机 设备 一辆纯电动汽车（普通电池容量）完全放电后通过直流快速充电桩仅需要 2到 3个 小时 直流充电桩可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的 要求 VS 从技术角度上看， 交流桩技术难度低，直流桩技术难度较大 。 交流桩技术门槛较低 ，企业众多。在交流充电桩中，不涉及电流的交流到直流的转换，主要是在线路中增加了若干保护、通讯模块、收费相关模块，技术难度较低，所以 行业内的企业众多，产品同质化严重，竞争激烈 。 充电 桩工作原理 整套充电桩系统 由 四部分 组成 ： 1.电动汽车充电桩 、 2.集中器、 3.电池管理系统、 4.充电管理服务平台 。 充电 桩的 控制电路 由内置处理器 完成 ，用于控制用户与充电装置之间的互动功能。例如：提供 语音输出接口，实现语音 交互，选择充电模式等 。 电动汽车 充电机控制器与集中器利用 CAN总线 进行数据交互，集中器与服务器平台利用 有线互联网或 无线网络 进行 数据交互 ，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。 注： 1.CAN： 控制器 局域网络 (的简称 2.集中器：是 连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备。 电动汽车充电桩 电池管理系统 是连接 车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等 电池管理系统 充电桩 集中器 是针对电动汽车充电系统的本地工作站，通过 CAN总线与充电桩相连，并通过有线或无线网络 方式与主站后台服务器相连 。负责 充电桩与主站之间命令的传输 、数据采集 和 查询等功能 集中器 充电管理服务平台 是 对充电装置实施操作、管理、运作的服务中心机构 充电管理服务平台 回顾充电系统几个重要部分： 服务 管理平台 电池管理系统（ BMS） 充电桩 集中器 CAN通信 ARM处理器 充电桩国际、国内技术标准 01 02 03 04 国际电工委员会 IEC 美国汽车工程师协会 SAE 国际电工委员会 IEC 国际电工委员会 IEC GB 国际电工委员会 IEC 日本电动汽车快速充电器协会CHAdeMO 美国标准有 欧盟标准有 我国标准有 日本标准有 世界 4大直流充电接口标准 注： IEC为国际电工 委员会 SAE为美国汽车工程师 协会 CHAdeMO为日本电动汽车快速充电器 协会 AC为 Alternating current ，交流电源。 DC为 Direct current，直流电源。 GB为中国国家标准 世界 4大直流充电接口标准 制定者 主要规定 区别和联系 国际电工委员会 IEC IEC61851：规定了电动汽车与充电设施的连接要求以及交直流充电设施的自身要求 IEC621961：规定了充电桩插头插座的基本要求，IEC621962规定了交流充电桩的尺寸和互换性要求 IEC621962：规定了交流充电桩的尺寸和互换性要求 IEC621963：规定了直流充电桩的尺寸和互换性要求 美国汽车工程师协会 SAE SAEJ1772：沿用了 IEC61851的相关规定并补充了IEC62196部分内容 SAEJ2847：规定了电动汽车与充电设施之间的通信要求 SAEJ2953：规定了电动汽车与充电设施之间的互通性要求 SAEJ2894/2：规定了充电设备电能质量 /测试办法 SAE标准大部分与 IEC标准兼容，但具备更强的实践性 日本电动汽车快速充电器协会CHAdeMO CHAdeMO标准规定了直流充电桩的接口和通信协议以及电动汽车与充电设施之间通过 CAN总线通信 IEC/SAE中规定的通信方式是 PLC方式 ， CHAdeMO是 CAN总线通信模式 电动车辆传导充电系统第 1部分：通用要求 规定 了电动汽车充电系统的基础性、通用性、安全性要求 电动汽车传导充电用连接装置 系列 标准 规定了连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则，明确了交流、直流充电接口的物理尺寸和电气性能 电动汽车传导充电用连接装置 系列标准 规定了连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则，明确了交流、直流充电接口的物理尺寸和电气性能 电动汽车传导充电用连接装置 系列标准 规定了连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则，明确了交流、直流充电接口的物理尺寸和电气性能 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 规定了直流充电机与电动汽车的充电控制通信协议 GB/T20234.3-2015 GB/T20234.2-2015 GB/T20234.1-2015 GB/T18487.1-2015 GB/T27930-2015 2015年 5项目 充电桩 新国家标准 ：在 2011年充电桩国家标准的基础上，国家质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门于 2015年 12月在北京发布了电动汽车充电接口及通信协议共 5项新国标，于 2016年 1月 1日起实施。 市场规模及政策分析 充电桩市场规模 巨大 ，根据 规划（ 2016-2020年）未来 五年建桩 480万个 。粗略估算，截至 2015年底，全国共有充换电站 2000余座，交直流充电桩 6万余个。根据 2015年 11月出台的 电动汽车充电基础设施发展指南 ，2015-2020年需要建设充电桩 480万个，其中分散式公共充电桩 50万个，公务车和私家车用户专用充电桩 430万个。我们假设 50万个 公共充电桩都是 直流桩 ， 430万个 专用充电桩都是 交流桩 。 预计 2016-2020年 市场 规模为 600亿元 参考国网的招标结果，单个直流桩的 平均价格为 14.59万元 /桩 。假设 50万个 直流桩建设任务均摊到 5年内，每年建桩 10万个，同时由于市场竞争加剧，直流桩价格以每年 10%的速度递减， 则预测 2016-2020年直流充电桩市场规模为 600亿元 预计 2016-2020年 市场 规模 为 300亿元 根据最近几次国网招标的结果来看，交流桩单位成本为 0.75元 /W，假设单个交流桩容量为 10kw，交流桩平均单价为 7500元 /桩 。假设 430万个 交流桩建设任务均摊到 5年内，每年建桩 86万个，同时由于市场竞争加剧，交流桩价格以每年 10%的速度递减，则我们测算出 2016-2020年交流桩市场规模为 300亿元 。 单个直流桩的平均价格为 14.59万元 /桩；交流桩平均单价为 7500元 /桩，均已每年 10%降幅 单个直流桩的平均价格为 14.59万元 /桩；交流桩平均单价为 7500元 /桩，均已每年 10%降幅 50万个直流桩建设任务均摊到 5年内，每年建桩 10万个； 430万个交流桩建设任务均摊到 5年内，每年建桩 86万个 截至 2015年底，共建设充电桩 4.95万个，目前存量的市场规模为 16.86亿元。2016-2020年，直流、交流市场规模约为 900亿元，市场规模将增加约 53倍 20162020年充电桩设备市场规模预测 直流桩预计建造 50万个 50万座 /5年 即 10万座 /年 单价 14.59万元 /桩， 10%降幅 /年 交流桩预计建造 430万个 430万座 /5年即 86万座 /年 单间 0.75万元 /桩， 10%降幅 /年 交流桩 市场规模300亿元 直流桩 市场规模600亿元 市场总规模900亿元 相关上市公司介绍 从 国家电网电子商务平台官网获悉， 国家电网公司 2016年 电源项目第二次物资招标采购中标候选人正式对外公示，国电南瑞、许继电气和顺电气、奥特迅等多家上市公司榜上有名。目前各充电设备生产商均在国家电网充电桩招标的基本条件和参数上开发、生产 。 国 网充电站 （即“电动汽车充换电站”）如同目前大家熟知的中石油、中石化 加油站 ，而此次招投标的充电设备如同加油站中的 加油机 设备。未来国网充电站将在高速公路沿线大量布置。 VS 2014年国网充电设备招标规模 3746套 2015年充电设备招标规模为 11338套，同比增速 202.67% 预计 2016年国家电网招标总额增速为 300%，2016年招标规模有望达到 34014套，分3/5/9月三批，招标金额有望超过 50亿元。 预计 34014套 11338套 3746套 我国充电设备投资 提速 预计 2016年全年投资 超 50亿 在 2014年和 2015年的 国网充电设施中标企业中， 许继电气 和 国电南瑞 占较高 份额 2014年 中标企业中共 6个 上市公司，2014年为泰坦新能源、万马股份、许继电气、国电南瑞、中恒电气、奥特 迅 2015年 中标企业也是 6家 上市公司，分别为许继电气、国电南瑞、中恒电气、泰坦新能源、万马股份、科大 智能 充电 桩运营模式浅析 n