面向2025年的充电基础设施的十大趋势

  随着新能源汽车的普及，充电问题也日益凸显。新能源汽车不仅应该带来环保效益，还应该提供快充和便捷的出行方式。一个广泛覆盖、适度规模、合理结构和功能完善的高质量充电基础设施体系，将可以有明显效果地支持新能源汽车产业的发展，满足人民群众的出行和充电需求。近年来，中国在充电基础设施建设方面取得了一些进展，但总体上仍然滞后于新能源汽车的发展速度，这对新能源汽车产业的可持续发展构成了制约，一定要引起格外的重视。那么，未来充电基础设施会朝着怎样的方向发展呢？

  面向2025年的电动汽车发展，乘用车将迎来TCO平价时代。随着花了钱的人电动汽车的接受度提高，续航里程和充电便捷度将成为关键购买要素。

  从电动车技术层面来看，相同尺寸下，单位体积内的包含的能量的提升将带来电量的增加，从而有效解决续航问题。同时，电池电压的升高也将提升快充能力，进一步解决充电便捷度的问题。以乘用车为例，从2020年到2025年，充电电压将由500V升级到800V，单枪充电功率将从60kW支持到350kW。此外，许多电动车的电池容量也将从60度电升级到100度电。而充满电的时间将会从约1个小时缩短到10-15分钟，接近燃油车的加油体验。

  充电基础设施需要适应任何工况场景的应用，包括工业厂区、矿区、公路沿线和沿海景区等恶劣环境。由于传统充电桩设计能力不够且防护能力较弱，导致失效率较高，其中充电模块失效占比超过50%，给规模运营带来了巨大挑战。

  为了提升充电基础设施核心部件的可靠性，我们应该面向充电产业链进行分工，并全面建设从部件到系统的高品质衡量准则体系。在规划充电基础设施时，需要仔细考虑未来车型的演进，确保其寿命达到10年，以保护投资。

  首先，充电设施一定要具有高可靠性，能适应各种复杂和恶劣的运行环境和场景，如高温潮湿、盐雾、粉尘等环境，并能够在工业区、高速公路、沿海景区等场景中可靠运行。

  其次，产品一定要有高质量，核心部件如充电枪、充电模块等的故障率要求低，以保护运营商的投资。

  最后，充电设施本身应具备平滑演进的能力，即通过更换充电模块的方式，支持更大的充电容量和更高电压。

  预计到2025年，中国将拥有3000万台电动车，每年的充电量将超过2500亿度。若能够提高充电效率3个百分点，将节省85亿度电，减少600万吨二氧化碳的排放，节约的电费将超过60亿元。为实现这一目标，技术革新和场站设计将成为双轮驱动的重要的条件。通过研发固态变压器、新拓扑和新器件等技术，以及在充电站设计中增加光伏和储能等新能源的本地接入和综合调度，将不断打造绿色高效的充电网络。

  当前的充电基础设施存在多样化的形态，表现为“厂家众多”、“产品型号繁多”和“部件尺寸各异”。在充电模块方面，各个厂家的型号和尺寸都不相同，无法互相替换和兼容。由于缺乏备件或备件价格高昂、缺乏厂家维护等原因，许多充电桩被迫更换，这无疑给投资方和社会带来了巨大的损失。

  因此，在常用且易损的核心部件上，我们一定要持续推进“标准化”工作。在相同尺寸下，将模块功率从20kW提升到30kW，并朝着40kW的方向发展，实现“标准化、模块化、可演进”。

  随着新能源汽车的普及，充电基础设施将无处不在。商场、办公区、居民区、医院/疗养院等环境下的充电桩慢慢的开始规模部署。因此，在建设充电设施时，噪音、EMC和电网友好性成为关注的重点。

  为了确保环境友好，需要做到以下几点：首先，通过模块和整桩的散热设计提升，实现低噪音；其次，严格遵循EMC设计标准，通过功率拓扑创新和电磁屏蔽设计，降低电磁辐射，减少对电气设备和人体的影响；最后，通过先进的功率控制算法，减少大功率充电对电网的影响，实现电网友好。

  预计到2025年，电动车保有量将达到3000万台。其中，乘用车的充电需求中，80%将来自于小区或园区场景下的小型充电桩，以实现“最后一公里”末端充电网络的覆盖。未解决车主便捷充电的问题，大规模建设小区或园区充电桩将成为重点推动的方向。

  未来，小功率直流充电方案有望取代传统的交流充电方案，以此来实现更快的充电速度。此外，即插即充免扫码的技术也将得到应用。面向未来，以车桩协同和有序充电为核心的小功率直流充电解决方案将成为小区或园区充电场景的关键技术路线之一。

  根据行业预测，到2025年商用车的充电需求将占到总需求的25%以上。其中，以电动重卡为代表的运输车电动化将成为主要增长点。充电服务也将从单一的公交/大巴和乘用车出行类车辆扩展到重卡运输车、环卫车、港口AGV等专用车辆，实现多种类、差异化的充电服务。

  为了满足恶劣应用环境和长期满载运行的需求，卡车换电基础设施一定要具有高可靠性和10年的长寿命。同时，为了匹配大充电量，高效率也是关键要求之一。此外，智能运维免下站也将成为未来卡车换电基础设施的重要特点。

  通过智能电网、物联网、5G通信、远程控制、云计算、大数据、AI和车联网等技术，实现区域、企业和充电桩网络的集约运行和智能出行。充电基础设施将在充电体验、运行维护和网络协同等方面完全数字化和智能化，以实现安全快捷的充电体验、无人值守的充电设施、远程运行维护以及智能高效的充电设施和智能调度的充电网络。

  充电基础设施既是用电设备，也是网络设备，同时还直接受电网的调度和管理。由于其多重属性，对安全可信和隐私保护提出了非常高的要求。具体来说，充电基础设施需要具备以下特点：

  高韧性——对干扰具有鲁棒性，并严格保护个人和车辆的隐私数据，确保合规使用。

  通过社会认识、行业标准和技术牵引，实现一起发展，能够保证充电产业在数字信任方面长期健康发展。

  车桩协同和充电策略的精细化，整站协同和能源分配的有序化，以及整网协同和即插即用的能力，将降低站点投资和运维支出。充电基础设施作为电网、充电网和车联网等多个网络的汇聚点，具有多重属性。在电网方面，本地配电网将与光伏和储能进行协同，并使用VPP虚拟电厂进行调度，以支持电网的调频和调峰。在充电网方面，将采用区块链等技术实现有序充电，并支持市场交易。在车联网方面，将实现人、车、桩的协同，并实现云BMS管理等功能。

  由于充电基础设施是用电设备、网络设备，并直接受电网的调度和管理，因此对安全可信和隐私保护提出了非常高的要求。为了确认和保证高可靠性、高网络安全性、高可用性和高韧性，一定要通过社会认识、行业标准和技术牵引的一同推动来实现数字信任，来保证充电产业的持续健康发展。