直流充电桩的研究现状和问题论文

国 内模式目前我国正处于充电站基础设施建设的高峰期，政府和企业关注于充电站专业服务是直充还是换电的选择中，国内充电站的综合服务尚未开发。1）、充电站成功运营案例：国内现有的两个最大最成熟的电动汽车充电站就是北京奥运充电站和上海世博充电站，这两个充电站目前都是为城市电动公交客车提供电池快速更换服务，两个充电站目前都不属于正式商业运营，只是政府组织下的试点运行。两个充电站的共同点就是都是由当地公交集团主导运行，充电站由国家重大专项资金和地方出资建立，电动客车归属公交集团运行，北京奥运充电站使用的动力蓄电池从电池厂家租赁，按照使用的电量每月付给电池厂家租赁费用（约1度电4元人民币），而上海世博充电站则直接从电池厂家购买电池，同时电池厂家负责初期电池的维护保养，并完成相关技术人员的培训工作，之后电池的所有权归充电站。2）、目前，国家电网正加快与各地方政府合作，以加快充电站的建设进度。根据年初国家电网公司工作会议上总经理刘振亚提出的规划，年内国家电网将在27个省市（区）建立公用充电站75座、交流充电桩6209台以及部分电池更换站。目前已宣布项目包括，国家电网陕西省电力公司与西安合作年后建立5座中型电动汽车充电站；成都省电力公司与地方政府合作年内建立3座电动汽车充电站和300个充电桩；湖北省电力公司与宜昌市合作年内建立1座大型充电站，16个充电桩；重庆市电力公司与重庆合作年内建立50个充电桩中海油：与中国普天合资成立了普天海油新能源动力有限公司，专门运营电动汽车能源供给网络。合资公司已与众泰汽车合作，计划于今年上半年在中国2个以上省会城市启动纯电动汽车充电站网络建设。中石化：中石化宣布以北京作为突破口，首次进入充电站行业。中石化旗下北京石油分公司已与北京首科集团公司共同出资成立了北京中石化首科新能源科技有限公司，将主要利用中石化现有面积较大的加油、加气站改建成加油充电综合服务站。中石化将以北京作为进入充电站行业的突破口，其加油充电综合服务站最终将扩展到全市范围，进而扩展到河北、天津甚至更大范围。中石油：据称与地方政府部门有接触，提出建设电动汽车充电站的想法。3）、国家电网公司的充电站投资计划：国家电网将分三个阶段大力建设充电站和充电桩。第一阶段（2010年）充电站主设备总投资规模将达到3亿元，在27个网省公司建设75座充电站和6209个充电桩，初步建成电动汽车充电设施网络架构；第二阶段（2011-2015年）投资140亿元，电动汽车充电站规模达到4000座，同步大力推广建设充电桩，初步形成电动汽车充电网络；第三阶段（2016-2020年）投资180亿元，电动汽车充电站达到10000座，同步全面开展充电桩配套建设，建成完整的电动汽车充电网络。到2020年充电站主设备总投资将达到320亿元。2010年充电站主设备中充电机、电能监控系统、有源滤波装置的投资规模分别将达到亿元、2000万元、6300万元，第二阶段的年均投资规模将迅速增长至亿元、亿元、亿元。2010年充电桩投资规模亿元，2011-2015充电桩投资规模45亿元，年均投资9亿元，是第一阶段年均投资规模的5倍。到2020年，充电桩总投资将达到125亿元。国外充电桩发展情况相对成熟 ： 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“美好空间项目”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2012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，项目计划总投资达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快速充电服务，能够在内为特斯拉纯电动汽车充满电。(2)日本 截至2009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基础建设，2010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计划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项目。该项目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。(3)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服务，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2008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 2008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应，而ProjectBetter已开始建设各自的电动汽车充电设施，主要以充电桩为主。目前国内充电桩行业所面临的壁垒（1）、充电电流由10安培-100安培不等，对充电桩大功率充电模块要求较高。（2）、电动车采用的锂离子电池对过充过放要求严格，充电装置需要配备高精度监控系统。（3）、目前国家电网、南方电网两大电网公司主导充电站市场的格局基本形成，新进入者将面临较高壁垒。国内充电桩产业市场投资前景广阔（1）、电动汽车，一直被看做是下一代汽车的发展趋势。作为电动汽车的“加油站”，充电桩建设的全面开展，无疑会提供巨大的市场。在北上广这三大城市，由于交通拥堵，纷纷通过车牌进行购车限制。不过由于电动车的环保作用，政府从上层支持电动车，因此北上广等大城市都有相关政策，进入其相关名录的电动车可以直接获得车牌，这一点从政策方面刺激了电动车的需求。同时，国内成品油价格上涨速度高于下降速度，最终车主承受的是越来越高的油价，电动车可以代替部分汽油柴油的消耗，降低了这部分成本。毋庸置疑充电桩是新能源战略推进的终端市场，如能在现在抢占先机，对资本的盈利有极大好处。（2）、政府大力度的扶持和推进，刺激了众多企业对于充电桩产业的期待。 一位行业人士表示，除了国家电网、南方电网、中石化等能源巨头外，汽车企业和电气生产企业积极性都很高。像比亚迪、北汽这类电动车企业早已开始建设通用充电桩，许继电气、西门子这类行业内企业也已开始开发或投资充电站的建设。按照相关测算，未来5年内，充电站的营业规模每年有望超过千亿。 从国家今年的各项动作来看，电动车的充电基础设施建设将在今年爆发。（3）、民资虎视眈眈充电桩市场。 由于电动汽车每天需要补充大量电能，经营充电站就可以获得巨大的充电服务收益。相对于加油站，电能比较安全和方便，可在各地大量安装设置充电站。根据投资规模，小到社区慢速充电桩，大到公路快速充电站，单站经营，组网经营均可。对于充电站市场的开放，国家电网以后可能更多地会偏向服务和电力供应，让充电站建设更充分地与市场融合，大家都将是同一个市场的竞争者。因此提前准备、提前规划，对从事电池生产的企业来说很重要。充换电市场，政策有倾斜，市场有潜力，投资又少，将面临较大的商机。(4)、要取得较为可观的收益尚需时日。如今，除了北京、天津、上海、杭州等地相继出台充电设施建设规划之外，不少地方政府还提出新建小区配套充电桩的新思路，这不仅可缓解电动汽车使用者的“里程焦虑”问题，更将大幅、直接拉动充电桩生产企业的销量。充电桩作为新能源汽车产业链的重要下游支柱行业，其市场化前景似乎相当乐观。 尽管行业前景被一致看好，但目前电动汽车市场的发展并未完全成熟。标准、规划和土地三大问题拦在充电桩建设的路前，成体系的充电桩建设并不一帆风顺。充电桩行业的运营策略(1)、与大型房地产企业、商业连锁机构、交管局划定的路边停车管理单位、其它具有车位的管理单位签署合作建站及运营管理协议（投资方负责投放充电站与管理，机构负责提供场地与保障安全，充电与增值利益双方共同分享）。（2）、与政府各有关部门（科委、科协，城建、城管，电动车领导小组，经委、发改委等）或开展联营或申请资助（变相政策支持）。（3）、与国家电网地方部门联营（4）、与大型实力企业（中石油、中石化、基金等）的地方分支机构联营。

目前充电桩的发展还有很多问题需要去解决，充电桩分为私有桩、专用桩和公共桩，私有桩一般为随车附带私人使用，专用桩则为运营车等特定用户提供服务，公共桩的问题相对复杂，也是业内讨论的焦点。充电桩发展目前面临着十分尴尬的局面，一方面，它跟不上新能源车的发展速度，车桩比处于高位，充电桩本该供不应求；而另一方面却是十分低的利用率，显示供过于求。这看似矛盾的现状，凸显出充电桩发展坎坷。

首先，供电审批时间较长。新建充电站时存在供电增容的问题，新增变电站审批周期长，最少也要六个月。有些充电站设备都已安装好，电缆也铺设完毕，但却无法在短期内完成通电。 其次，建设场地资源有限。目前，专门用于建设充电站的场地资源极为有限，政府提供的场地很多是临时用地，使用年限存在不确定性，给投资带来了很大风险。

最后， 各充电桩建设企业各自为政，在充电桩建设和充电收费方面缺少联动机制，导致本就稀少的充电桩没有得到充分利用， 企业长期处于亏损状态，最后因难以维持运营而选择离开，就算勉强存留下来的大多数企业也依旧深陷亏损的困境。业内人士表示，为了提高充电桩利用率，充电桩企业必须结合车辆投放计划和建设规划合理布局，根据新能源汽车使用方的投放需求和政府在每个区域规划配备的充电桩数量，综合考虑区域内现有充电桩配置情况来配建充电桩，而物业管理方面则需要政府出台相关的措施来对物业方进行管理。国家有关方面应鼓励各企业和单位利用科技创新优势， 进行充电设备的研发与实践，开发出更多充电时间短、高效简单便捷可移运的充电设备来。

对于新能源汽车熟悉的朋友来说，充电桩想必也并不陌生。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，是新型城市基础设施。其中，充电桩作为电动汽车最直接的能量补给装置，其产品性能、产品质量关系到电动汽车电池组的使用寿命及用户使用体验。自2006年起，经过十余年发展，目前中国充电基础设施已经初具规模，并且在2020年，充电桩被纳入国家新基建之中，发展前景可期。从一组数据我们可以看出，我国公共充电桩从2015年万根增加到2019年万根，年复合增速；私人充电桩从2015年万根增加到2019年万根，年复合增速。近年，私人充电桩建桩提速，占比从2015年提升到2019年。随着“新基建”加速落地，未来充电桩的大规模建设将对行业整体投资带来巨大拉动。

一）政府监管问题

1、如何将充电桩的建设和发展纳入到整个城市的发展规划中去？2、如何加强对高速发展和大规模建设中的充电桩进行有效的监督和管理？3、如何让充电桩行业进行产业化集群，促进行业的健康、高效发展？

二）运营企业的问题

1、充电设备建成后闲置较多，如何提高设备的使用率？2、市场发展初期，如何为定价决策提供数据依据？3、人工巡检设备时间长，成本高。

三）汽车车主的问题

1、在需要充电时如何寻找最近的桩位？2、充电等待的过程漫长，如何打发枯燥的等待时间？

主要有以下问题：

面对上述充电桩的问题，该如何解决呢？

充电桩作为新基建的重要组成部分，在当前稳增长主线下，其战略地位将得到升级。

至2021年底全国新能源汽车保有量为784万辆，同比增，全国充电基础设施保有量达万台，同比增长。而充电桩是新能源汽车发展之基石，快速增长的新能源汽车市场加大了对充电桩的需求，2021年我国充电总电量达到亿kWh，同比增;月度水平与2020年相比均有显著提升，电动汽车充电需求正在持续快速增长。因此，大批新能源汽车充电平台如雨后春笋般涌现。

汽车充电桩产业链上游为充电桩部件与设备制造环节，中游为充电运营环节，产业链下游参与者为代理商以及充电桩用户等。平台通常会面临以下困扰：①上下游分账方众多，难以提高平台的收款分账效率。②如何解决代收代付的合规性问题，迎合监管，降低企业自身风险，并让资金安全管理赢得上下游信赖。③平台整体交易流水很大，但盈利能力有限，如何合理优化平台方自身税务成本，有效降低税务压力。

充电平台一般分为自身有业务系统与无系统两种，下面通过两张图来分别解释接入分账后的整体业务逻辑。

一、有系统（接口对接模式）

通过调用API接口，实现平台业务交易系统与分账系统的数据交互，将支付订单和分账规则上送到监管机构记账账户体系，就可实现与设备方、运营方、物业方等多方智能分账，一般T1自动结算到实体银行账户。

二、无系统（管理控台模式）

平台方首先在管理控台后台中配置好分账规则，通过管理控台自动生成收款二维码，铺设到充电桩即可，消费者扫码支付后，系统实现自动化分账，自动结算到各方实体银行账户。无需接口对接，轻松实现业务多方分成、实时对账。

综上图所示，充电平台不管自身有无业务系统，都可通过在分账系统后台配置分账规则，实现由分账系统进行全流程自动化分账，提高收款分账效率的同时，因为资金流入央行监管户，而不过平台方账户，因此平台能够规避“二清”风险，符合政策的监管要求，且合理优化税务成本，极大地缓解了平台税务压力。除此以外，分账系统同样能够满足充电平台的免密支付、充值或余额支付、订单补贴等业务场景需求。