―、充电桩分类 序号 分类依据 具体类型 1 安装条件 壁挂式充电桩立式充电桩落地式充电桩 2 服务对象 公共充电桩专用充电桩自用充电桩 3 安装地点 室内充电桩室外充电桩 4 充电接口数量 一桩一充充电桩一桩多充充电桩 5 充电方式 交流充电桩直流充电桩交直流一体充电桩 6 充电速度 常规充电桩(慢充)快速充电桩(快充) ?壁挂式充电桩:必须依靠墙体固定,适用于室内和地下停车位。 ?立式充电桩:无需靠墙,适用于户外停车位或小区停车位。 ?公共充电桩:由政府机关等具有公共服务性质的机构置办,服务对象面向任何电动汽车车主,例如公共停车场。 ?专用充电桩:多为企业建造,服务对象为客户和内部人员,例如商场停车场。 ?自用充电桩:为私人充电桩,安装于私人领域,不对外开放。 ?室内充电桩:防护等级需要起码达到IP32以上。 ?室外充电桩:需要面临风雨交加的恶劣环境,需要更好的绝缘性和避雷条件,其防护等级起码要达到IP54方可保障人身安全、车身安全和充电设备安全。 ?交流充电桩:一般是小电流,桩体较小,安装灵活,充满电一般在6一8个小时,适用于小型乘用电动车,多应用于公共停车场、大型购物中心和社区车库中,家用充电桩也多为交流充电桩。 ?直流充电桩:一般是大电流,短时间内充电量更大,桩体较大,占用面积大(散热)。直流充电桩适用于电动大巴、中巴、混合动力公交车、电动轿车、出租车、工程车等快速直流充电。 二、充电桩基本组成部件 电动汽车充电桩主要由桩体、电气模块、计量模块等部分组成。一般具有电能计量、计费、通信、控制等功能。 三、充电桩国际技术标准 制定方 相关规定 国际电工委员会IE0 IEQ61851;规定了电动嬴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 IEC62196-1:规定了充电桩插卖插座的基本要求,lEC62l96-2^定了交流充电桩的尺寸和顿性要求 IEC62196-2:规定了空源充电桩的尺寸和互换性要求 IEC62196-3:规定了直流充电桩的尺寸和顿性要求 美国汽车工程师协套曷AE 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 SAEJ2B94a:规定了充电设备电能质量例试办法 日本电动汽车快速充电器协■x^CHAdeM.O CHAdeMO标准规定了直席充电桩的接口和通信协该以及电动汽车与充电设施之间通过CAN总戏通信 四、充电桩产业链设备场商充电模块或充电机壳体』底座、插座「线缆等部件施耐镣女姬晾 设备场商 充电模块或充电机 壳体』底座、插座「线缆等部件 施耐镣女姬晾 整体解决方案商 phoenix皿隔如 充电桩产业链条上的重要角色有:充电运营商、设备生产商、整体解决方案商。这三者都扮演了重要的角色,且常常相互重合。 五、充电桩各主要部件材料 部件选材原则 在充电桩设备中,使用塑料的比例很高,充电桩壳体、充电桩插头插座、接触器、断路器、充电枪外壳、电源模块外壳都用到塑料。 新能源汽车充电桩塑料要求具备阻燃、耐候、耐低温、壳体绝缘、耐老化等性能,这样才能使得充电桩在遇到突发火灾时,不易燃烧,减轻事故伤害;能经受极端恶劣天气,材质不易发生改变;保证低温使用效果;经历自然界的各种条件后,依然能够保证质量,不易老化。 充电桩常用塑料壳体、充电枪外壳材料阻燃、耐候、耐低温改性;PC.PC/ABS插头■插座材 壳体、充电枪外壳材料阻燃、耐候、耐低温改性;PC.PC/ABS 插头■插座材I料PET、PA66系列改性材料 电源模块外壳和内I部电路控制材料尼龙系列改性材料 从成本构成来看,充电机、充电模块为充电核心设备,占充电设施总成本的45%-55%。其中,充电模块/充电机占充电系统成本近50%。充电站的投资成本为250万元,配电设施成本在160万元左右。 充电桩造价:一个普通桩的成本均价在5千~2万人民币,一个快充桩成本普遍在10-15万。 充电站成本结构apf百时据理七、交流充电桩1、环境条件要求工作环境温度:-20°C?+50°C;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(栓)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(栓)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(栓)应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能;充电桩(栓)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(栓)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500mmx500mm;桩(栓)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:50Hz±2Hz;允许电压波动范围为:单相220V±15%;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(栓)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(栓)应具备输出侧的漏电保护功能;交流充电桩(栓)应具备输出侧过流和短路保护功能;交流充电桩(栓)应具有阻燃功能;7、IP防护等级交流充电桩(栓)应遵守IP54(在室外),并配置必要的防雨、防晒装置;8、三防(防潮湿,防霉变,防盐雾)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/T4797.6-1995《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(栓)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/T4797.5-9《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(栓)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(栓)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/GDW397\2009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,周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质八、直流充电桩a)充电桩(栓)电源输入电压:三相四线%;b)充电桩(栓)应满足充电对象c)充电桩(栓)输出为直流电,输出电压满足充电对象的电池制式要求;d)最大输出电流满足充电对象的电池制式1C的充电要求,并向下兼容;e)充电方式分为常规和快速2种方式,常规为5小时充电方式,快速为1小时充电方式(针对不同电池类型选择);f)实现智能IC管理;g)每个充电桩(栓)自带操作器,以供用户进行充电方式选择和操作指导,并显示电动车电池状态和用户IC卡资费信息,实现无人管理;h)充电桩(栓)接口应符合GB/TXXXXXXXX电动汽车传导式充电接口(暂行)中直流充电接口的相关规定;i)充电桩(栓)通讯接口采用CAN通讯接口,通信协议按照GB/TXXXXXXXX电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议(暂行)的规定执行(充电对象为锂电池电动车);j)充电桩(栓)对充电过程中的非正常状态应具备相应的报警和保护功能;k)充电桩(栓)对电池的状态要监控,根据电池的温度,电压对充电曲线,充电电流,充电压自动调整;l)充电桩(栓)采用强制风冷;m)充电桩(栓)防护等级符合《GB4208-1993外壳防护等级(IP代码)》IP54要求;九、一体式充电桩 充电站成本结构 apf百时据理 快速充电桩(栓)设备采用交直流一体的结构。既可实现直流充电,也可以交流充电。白天充电业务多的时候,使用直流方式进行快速充电,当夜间充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。 外形特点1、人体工学设计,充分考虑中国人特点,安装后整机高度、屏幕高度、键盘高度、充电接头安放槽高度,适宜操作;2、上出线口的形式,节省操作者一半的体力;3、考虑人的使用习惯和耐用性,采用触摸和键盘互为备份的操控,触摸屏和键盘采用防雨、防尘的设计;4、具备紧急停机的急停开关;具备充电接头安放槽,安放槽可防水;5米长的软电缆。 功能特点1、提供人机交互操作;提供直流、交流充电接口;2、具备语音提示功能;具备刷卡功能;3、具备打印凭条的功能;4、和BMS实时通信,获取动力电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息;5、向充电机发生控制指令、开关信号,控制充电机启动与停止,获取充电机状态信息;6、具备充电接口的连接状态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑;7、具备CAN2.0B、RS485通讯接口,可以和集中监控通信,上送充电状态信息;8、具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能,确保充电桩(栓)安全可靠运行;防护等级IP54。 基本参数 基本参数 满足标准 新国标 连接器动力线V 连接器动力线A 连接器控制线V 连接器控制线A 连接器机械操作寿命 10000次 防水等级 IP67 耐电压 2000V 绝缘电阻 500MQ 十、充电桩通信方式 电动汽车充电桩属于配电网侧,其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点,区域不同、条件不同,可应用的通信方式也不同,具体到电动汽车充电桩,其通信方式主要有有线)有线方式 有线方式主要有:有线线、光纤)、工业串行总线、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、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 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。 十一、充电桩应用方案 电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具,今后的普及速度会异常迅猛,未来的市场前景也是异常巨大的。在全球能源危机和环境危机严重的大背景下,我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展,充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施,具有非常重要的社会效益和经济效益。一场兴建电动汽车充/换电站的运动已经在全国范围内展开。 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(BMS)、充电管理服务平台。 电动汽车充电桩(栓)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(栓)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。 十二、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。 十三、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。 十四、国内充电桩巨头国电南瑞 核心竞争力:背靠国网资源,国网充电桩设备主要提供商 业务模式:设备销售国电南自 核心竞争力:智能微电网技术 业务模式:技术提供许继电气 核心竞争力:背靠国网资源,国网充电桩设备主要提供商 业务模式:设备销售上海普天 核心竞争力:大型通信设备制造商 业务模式:设备销售 发展状况:深圳电动汽车加电站网络的充电桩主要供应商之一,在电动汽车充电设备研发及制造领域拥有完整的解决方案。子公司上海普天东健电子科技有限公司,主营充电桩设备生产。 中恒电气 核心竞争力:拥有直流模块核心技术,可生产出大功率、高转化率的直流充电桩 业务模式:设备销售动力源 核心竞争力:掌握电源产品核心技术 业务模式:设备销售 发展状况:2015年成立电动汽车业务线,主要负责电动汽车充电、车载电源及动力电池等领域的产品生产制造与销售。 通合科技 核心竞争力:电源技术领先 业务模式:设备研发+销售 发展状况:目前正在研发高效率电池充电器,研制成功后将大大缩短充电时间,可用于电动汽车的短时瞬间充电。 九洲电气 核心竞争力:以”高压、大功率”电力电子技术为核心 业务模式:设备研发+销售 发展状况:目前正在研发高效率电池充电器,研制成功后将大大缩短充电时间,可用于电动汽车的短时瞬间充电。 森源电气 核心竞争力:森源集团电动车资产优质;有源滤波和动态无功补偿的自主知识产权 业务模式:APF+充电桩研发 发展状况:2016年4月8日,自主研发的“SZCD电动汽车智能充电桩”项目顺利通过科技成果鉴定。 科士达 核心竞争力:公司在UPS和逆变器生产中的积累了丰富的技术及经验 业务模式:设备销售,未来扩展充电桩运营等业态特锐德 核心竞争力:互联网模式运营充电桩业务 业务模式:充电桩运营 发展状况:目前已在105座城市,建立40157座充电桩的数据联系,。计划2017年底占领全国50%以上的电动汽车充电市场。 奥特迅 核心竞争力:国内最早提供电动汽车充电设备的公司之一,大功率充电技术国内领先 业务模式:设备销售+充电桩运营 发展状况:2015年定增加码充电运营云平台,未来将通过云平台,垂直整合充电设备和充电运营。 易事特 核心竞争力:UPS电源整流装置的核心技术应用于充电桩产品 业务模式:设备销售+充电桩项目运营 发展状况:2013年开始涉足充电桩,2014年启动了交直流充电桩系列产品的推广。2015年推出应用模块化充电单元的新能源汽车运营维护管理系统。2014年中标并建成东莞首个电动公交充电站,2015年公司在广州、常州、西安、山东等地取得了合作项目。 万马股份 核心竞争力:充电桩技术持续提升,运营持续发力 业务模式:设备销售+充电桩运营 发展状况:国网为万马股份主要充电桩销售渠道,国网充电桩中标量为上市民企前三。目前布局的充电桩集中在杭州、北京、武汉等城市,未来运营布局持续发力。并且已建立爱充网,充电网络化运营平台初步建成。 北巴传媒 核心竞争力:背靠母公司资源,掌握稀缺充电桩用地资源 业务模式:充电桩运营 发展状况:2016年1月,北巴传媒发布公告称拟与华商三优、协鑫瑞通合资设立隆瑞三优新能源汽车服务公司,以发展新能源公交车充电桩建设与运营。 富临运业 核心竞争力:背靠母公司资源,掌握稀缺充电桩资源 业务模式:充电桩运营 发展状况:2015年8月27日,董事会同意公司使用自有资金2000万元人民币设立四川富临环能汽车服务有限公司,布局充电桩业务,探索和推进新能源汽车运营。 和顺电气 核心竞争力:进一步完善了电动汽车充换电设备、SVG、HVQC、HMCR等电能质量产品 业务模式:运营+充电设施的EPC项目 发展状况:充电运营业务已在苏州、合肥、青海等布局充电桩数量超过2000个。 华商三优 北京华商三优新能源科技有限公司成立于2010年2月。目前开展的业务为:新能源汽车配套充电设施建设和服务,是集应用系统解决方案、设计、充电产品研发制造、工程实施、运维服务和投资运营为一体的高新技术企业。 华商三优是行业内少有的集研发、生产、建设、运营、平台于一身的公司。 中国普天 普天新能源以快速反应、技术领先为核心竞争力,坚持模式创新,率先提出整车租赁、智能管理、便捷消费十二字商业模式,目前,已在深圳、北京、上海、合肥、广州、江苏等地相继发展新能源汽车运营服务产业,在全国建设运营充电站80座,5000个分布式公共和私家车充点电,服务于公交车、出租车、公务车等多种类型车辆8000余辆。但从布局前瞻性及技术实力上看,普天绝对在当前国内充电桩中数一数二。 泰坦科技 中国泰坦能源技术集团有限公司,成立于上世纪90年代,当前国内就有超过一万
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