华博易造科技发展有限公司关于充电桩的市场分析报告摘要随着政府多个有关新能源汽车和充电桩的政策相继出台，电动汽车和充电桩行业的建设得到了前所未有的推进。本次报告主要带我们深入地去了解充电桩的定义、发展史、市场价值、前景分析等。一、充电桩的简介（1）充电桩的认知随着国内外新能源汽车的高速发展，与其对应的充电桩行业也得到了前所未有的推进。充电桩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。充电桩一般提供常规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。（2）充电桩的功能充电桩（栓）能实现计时、计电度、计金额充电，可以作为市民购电终端。同时为提高公共充电桩（栓）的效率和实用性，今后将陆续增加一桩（栓）多充和为电动自行车充电的功能。（3）充电桩的种类1、按安装方式分可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。2、按安装地点分按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设企业自有停车场，为企业内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位，为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。3、按充电接口数分可分为一桩一充和一桩多充。4、按充电方式分充电桩可分为直流充电桩，交流充电桩和交直流一体充电桩。（4）充电桩的特点1、人机交互界面采用大屏幕LCD彩色触摸屏，充电可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式；显示当前充电模式、时间（已充电时间、剩余充电时间）、电量（已充电电量、待充电电量）及当前计费信息。2、读卡器用于身份识别、记录电量消费信息。打印机用于消费票据打印。3、完备的安全防护措施：紧急停止充电按钮；输出过流保护功能；输出漏电保护功能；自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当交流充电桩与电动汽车正确连接后，充电桩才能允许启动充电过程；当交流充电桩检测到与电动汽车连接不正常时，立即停止充电；具有阻燃功能。（5）充电桩的建设要求作为电网配用电侧的电动汽车充电桩（栓），其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩（栓）通信方式的选择应考虑如下问题：1、通信的可靠性：通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。2、建设费用：在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。3、双向通信：不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。4、多业务的数据传输速率：随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。5、通信的灵活性和可扩展性：由于充电桩具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。（6）充电桩的通信方式新能源电动车充电桩的通信方式主要有有线方式和无线方式：1、有线方式主要有：有线以太网（RJ45线、光纤）、工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）。有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大，缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠，设计简单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。2、无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等。采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将越来越大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。二、充电桩的工作原理（1）直流充电桩的原理直流电动汽车充电站，俗称就是“快充”，它是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V15%，频率50Hz,输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，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。（2）交流充电桩的原理交流电动汽车充电桩，俗称就是“慢充”，固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用的。（3）充电桩的整体系统原理整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。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GPRS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。电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。三、充电桩的发展历程截至目前，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服务网络。目前已经建成或在建的比较有代表性的充电站有如下内容：2006年，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站。2008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。2009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。2009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。2009年12月31日，南方电网投产的首批电动汽车充电桩在深圳建成投运，建设规模为2个充电站、134个充电桩。2010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。2014年上半年由广东易事特电源股份有限公司联合东莞中山大学研究院、迈科新能源有限公司等企业和科研院所共同发起组建的“广东东莞新能源车产业技术联盟”。这标志着相关企业和科研院所正式吹响抱团做大做强新能源汽车产业的集结号。2015年1月15日，国内首个高速公路跨城际快充网络-京沪高速快充网络全线贯通，国家电网公司在沿线建成50座快充站，平均单向每50公里一座快充站。每座快充站规划建设4台120千瓦直流充电机、8个充电桩，可同时为8辆电动汽车充电，30分钟内充满（80%电量）。四、充电桩的技术要求及基本参数（1）交流式充电桩技术要求1、环境条件要求 工作环境温度：-20+50； 相对湿度：5%95%；海拔高度：1000m； 安装地点：户外； 抗震能力：地面水平加速度 0.3g；地面垂直加速度 0.15g；设备应能承受同时作用持续三个正弦波，并且安全系数应大于1.67；2、结构要求 交流充电桩壳体应坚固； 结构上须防止手轻易触及露电部分；交流充电桩应选用厚度1.0以上钢组合结构，表面采用浸塑处理，并充分考虑散热的要求。充电桩应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能； 充电桩应有足够的支撑强度，应提供必要设施，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备，且应提供地脚螺栓孔； 桩体底部应固定安装在高于地面不小于200mm的基座上。基座面积不应大于500mm500mm； 桩体外壳应采用抗冲击力强、防盗性能好、抗老化的材质； 非绝缘材料外壳应可靠接地；3、电源要求 输入电压：单相220V； 输出功率：单相220V/5KW； 频率：50Hz2Hz； 允许电压波动范围为：单相220V15%；4、电气要求 插头与插座正确连接确认成功后，带负载可分合电路方可闭合，实现对插座的供电； 漏电保护装置应安装在供电电缆进线侧； 低压配电设备及线路的保护应满足低压配电设计规范（GB/50053）中的相关规定； 对IT系统配电线路，当第一次接地故障时，应由绝缘监察装置发出音响或灯光信号，当发生第二次异相接地故障时应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路； 照明配电系统中，照明和插座回路不宜由同一回路供电。插座回路的电源侧应设置剩余 电流动作保护装置，其额定动作电流为30mA；6、安全防护功能 交流充电桩应具备急停开关，可通过手动或远方通信的方式紧急停止充电； 交流充电桩应具备输出侧的漏电保护功能； 交流充电桩应具备输出侧过流和短路保护功能； 交流充电桩应具有阻燃功能；7、IP防护等级交流充电桩应遵守IP54（在室外），并配置必要的防雨、防晒装置；8、三防保护充电机内印刷线路板、 接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理，其中防盐雾腐蚀能力满足 GB/T 4797.6-1995电工电子产品自然环境条件 尘、沙、盐雾中表9的要求，使充电机能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行；9、防锈（防氧化）保护充电桩铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施，非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理；10、防风保护安装在平台上的充电机以及暴露在外的部件应能承受 GB/T 4797.5-9电工电子产品自然环境条件降水和风中表 9 规定的不同地区、不同高度处相对风速的侵袭；11、防盗保护电桩（栓）外壳门应装防盗锁，固定交流充电桩的螺栓必须在打开外壳门后方能安装或拆卸；12、温升要求交流充电桩在额定负载长期连续运行，内部各发热元器件及各部位温升应不超过Q/GDW 3972009中表2规定；13、平均故障间隔时间（MTBF）MTBF应不小于8760h；14、安装垂直倾斜度不超过5%；15、设备安装地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有