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來源：互聯(lián)網(wǎng)

充電樁（Charging pile）是為電動汽車充電的專用電力設(shè)備，由樁體、電氣模塊、計量模塊等部分組成，一般具有電能計量、計費、通信、控制等功能。充電樁主要安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）、居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為新能源汽車充電。

按照充電電流分類，充電樁可分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁；按所有權(quán)屬分類，充電樁可分為私人充電樁和公共充電樁；按安裝方式可分為落地式充電樁和壁掛式充電樁；按充電接口數(shù)可分為一樁一充和一樁多充。

充電樁隨著電動汽車的問世應(yīng)運而生。1914年，通用電氣（General Electric）公司推出了第一個公共充電站“Electrant”，使用直流電源充電。20世紀(jì)后期，隨著石油危機的出現(xiàn)以及公眾對空氣污染意識的增強，電動汽車行業(yè)再度興起，20世紀(jì)60年代鎳鎘電池的問世和20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的直流快速充電技術(shù)推進了充電樁的技術(shù)進步，充電樁的充電效率不斷提升。中國充電樁行業(yè)的起點是2006年，比亞迪在深圳總部建立了第一座汽車充電站。21世紀(jì)20年代，充電技術(shù)主要采用交流充電樁、直流充電樁、更換車載蓄電池和無線充電等幾種方式，大功率快速充電、無線充電、可再生能源利用等是充電技術(shù)的發(fā)展方向。

充電基礎(chǔ)設(shè)施作為電動汽車的配套設(shè)施，全球分布格局基本與電動汽車產(chǎn)銷分布一致。截至2019年底，全球公共充電樁保有量約92.7萬個，其中中國保有量為51.6萬個，市場占比為55.7%。而當(dāng)時間來到2023年，全球公共充電樁的總數(shù)達到了500萬臺左右，其中中國公共充電樁就有超250萬臺。2023年12月23日，據(jù)蔚來汽車官博消息，蔚來發(fā)布640kW全液冷超快充樁與第四代換電站，2024年4月開始全面部署。截至2025年9月底，中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施總數(shù)達到1806.3萬個，同比增長54.5%，有效保障了全國4000萬輛新能源汽車的充電需求。其中，高速公路服務(wù)區(qū)累計建成充電設(shè)施（充電槍）6.8萬個。

發(fā)展歷程

電動汽車問世

電動汽車的歷史可追溯到1834年，那一年托馬斯·達文波特（Thomas Davenport）制造了一輛電動三輪車，它由一組不可充電的干電池驅(qū)動，只能行駛一小段距離。這種電動汽車電池是一次性的，沒電就處理掉了，所以沒有充電的概念。

1859年，法國物理學(xué)家普蘭特（Gaston Plante）發(fā)明了第一塊鉛酸蓄電池，為電動汽車的實用化創(chuàng)造了必要條件。第一輛以可充電池為動力的電動車于1881年在法國巴黎出現(xiàn)，它是法國工程師古斯塔夫·土維（Gustave Trouve）裝配的以鉛酸蓄電池為動力的三輪車。可充電電池的發(fā)明意味著電動汽車可以使用同一塊電池而無需更換。而這些早期型號的電動汽車都不是大批量生產(chǎn)的，電池充電由汽車廠商完成，因此不需要商業(yè)充電站。此外，許多家庭直到20世紀(jì)初才通電，所以在家里給電動汽車充電是不可能的。

早期充電方式

從19世紀(jì)末期到20世紀(jì)初期，是電動車的黃金時期，法國和英國都出現(xiàn)了電動車制造公司。美國在汽車的普及上比歐洲稍晚，但美國在電力技術(shù)發(fā)展和普及上領(lǐng)先于歐洲，電動車在美國得到迅速發(fā)展，與此同時，和電動車一起相關(guān)的配套服務(wù)設(shè)施也應(yīng)運而生，美國漢福德電燈公司（Hartford Electric Light）公司為電動車提供可以更換的電池；底特律電氣（Detroit Electric）公司不僅制造電動車，還建立了電池充電站方便用戶。當(dāng)這些汽車沒電時，用戶可以在充電站充電，也可將電池從汽車上拆下，在充電站充電后再裝回汽車。

1914年，通用電氣（General Electric）公司推出了第一個公共充電站“Electrant”，它們就像電話亭，遍布城市各處，為成千上萬輛電動汽車充電。當(dāng)時的充電站底座由鑄鐵制成，其控制面板封裝在安裝于底座上端的鐵盒內(nèi)，當(dāng)電池充電時，鐵盒的門可以關(guān)閉上鎖。充電站裝有充電電纜和插頭，通過人行道下面的管道與DC電源連接，為汽車提供直流充電。充電接口采用單芯同軸連接，接口中間的孔通電，外殼接地。它有單獨的計費系統(tǒng)，可以以接近150安培的電流為當(dāng)時使用的48V的鉛酸電池充電。而隨著越來越多的城市家庭開始通電，家庭充電也得到了發(fā)展，個人充電設(shè)備可以完成直流和交流充電。

由于20世紀(jì)20年代汽車工業(yè)的發(fā)展，道路質(zhì)量和數(shù)量的提高，行駛里程有限的電動汽車并不更適合長途駕駛。同時，汽油價格的降低促進了燃油汽車的快速發(fā)展。在這種背景下，到1930年左右，電動汽車已經(jīng)基本上從道路上消失。

新技術(shù)發(fā)展

20世紀(jì)后期，隨著石油危機的出現(xiàn)以及公眾對空氣污染的意識的增強，生產(chǎn)電動汽車的想法又開始興起。一些汽車公司開始制造電動汽車并跟進充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，這些電動汽車的首批產(chǎn)品可以在家里使用普通插座充電。20世紀(jì)60年代，鎳鎘電池的問世標(biāo)志著電動汽車充電技術(shù)向前邁出了重要一步。鎘電池比早期電動汽車使用的鉛酸電池效率高得多。它們提供了更長的行駛里程和更快的充電時間。這使得電動汽車更適合長途旅行，并增加了它們對消費者的吸引力。

20世紀(jì)90年代直流（DC）快速充電技術(shù)的發(fā)展是電動汽車行業(yè)的重大突破。DC快速充電可以比以前使用傳統(tǒng)充電方法更快地為電動汽車充電。此外，充電基礎(chǔ)設(shè)施的廣泛使用和標(biāo)準(zhǔn)化充電系統(tǒng)的發(fā)展使電動汽車車主更容易找到充電地點，并增加了電動汽車使用的便利性。這些進步在電動汽車市場的增長和電汽車作為一種清潔高效的交通方式的日益普及中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

充電樁現(xiàn)狀

新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進了全球新能源汽車充電樁的發(fā)展，自2011年起，充電樁進入了快速建設(shè)階段，到2023年，全球公共充電樁的總數(shù)達到了500萬臺左右。新能源汽車充電樁以公共充電樁為主，在充電技術(shù)方面主要有交流充電樁、直流充電樁、更換車載蓄電池等方式。2025年6月，中國國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門印發(fā)《關(guān)于促進大功率充電設(shè)施科學(xué)規(guī)劃建設(shè)的通知》，這是中國國家部委層面第一次針對大功率充電設(shè)施出臺文件，其中最受關(guān)注的是，提出“適度超前”布局大功率充電設(shè)施，到2027年底，力爭全中國范圍內(nèi)大功率充電設(shè)施超過10萬臺。

基本原理

電動汽車動力電池充電是指放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池，使它恢復(fù)工作能力的過程。充電時，電源正極與電池正極相連，電源負極與電池負極相連，充電電源電壓必須高于電池的總電動勢。充電樁采用傳導(dǎo)方式連接車輛專用充電接口（如下圖所示），為電動汽車交流接口提供交流電能，經(jīng)車載充電機轉(zhuǎn)換為直流電；或者給電動汽車直流接口提供直流電能，以恒壓或者恒流的方式給動力電池充電。下面是普通交流充電樁和直流充電樁的具體工作原理：

交流充電樁

交流充電樁的工作原理如下圖：

1.充電連接及通信連接

如上圖交流充電樁的工作原理所示：當(dāng)交流充電樁上的充電槍插到車上的充電插座時，電池管理系統(tǒng)（BMS）檢測到CC線路通過電阻R搭鐵，采樣點的電勢降低，識別充電槍連接。電位的具體值因充電設(shè)備的不同而不同。當(dāng)電池管理系統(tǒng)檢測沒有故障時，閉合電子開關(guān)K2，充電樁內(nèi)發(fā)出的1kHz、40%占空比的±12V的導(dǎo)引脈沖信號經(jīng)CP線及電子開關(guān)K2形成電池管理系統(tǒng)與交流充電樁的通信回路。

2.交流供電

如上圖交流充電樁的工作原理所示：交流充電樁檢查自身是否有故障，如果沒有故障，則接通交流接觸器K5。交流供電電路由L、N兩條導(dǎo)線，經(jīng)漏電斷開開關(guān)K3—電流限制開關(guān)K4—交流接觸器K5給車載充電機供電。PE保護搭鐵線使車身與車外交流供電樁的殼體等電位。

直流充電樁

如下圖直流充電機模型所示：左側(cè)是非車載充電機（即直流充電樁），右側(cè)是電動汽車，二者通過充電樁上的充電槍與車輛插座相連。圖中的S（Swith）開關(guān)是充電槍上的一個常閉開關(guān)，與直流充電槍頭上的按鍵（即機械鎖）相關(guān)聯(lián)，當(dāng)按下充電槍頭上的按鍵時，S開關(guān)即打開。而圖中的U1、U2是一個12V上拉電壓，R1～R5是阻值都是標(biāo)稱為1kΩ的電阻，R1、R2、R3在充電槍上，R4、R5在車輛插座上。車輛控制裝置在汽車上是指電池管理系統(tǒng)（BMS），非車載充電機控制裝置是指直流充電機的控制器。K3、K4左側(cè)是12VDC電源，用于給汽車上的12V用電器的電池管理系統(tǒng)（BMS）、直流隔離繼電器（圖中K5、K6）等供電，防止在汽車12V蓄電池電量不足或在充電過程中出現(xiàn)電量不足而不能充電。

1.車輛接口連接確認階段

如下圖所示，當(dāng)按下槍頭按鍵，插入車輛插座，再放開槍頭按鍵時，充電樁內(nèi)部的非車載充電機控制裝置可檢測到檢測點1的電平變化。檢測點1的電平會發(fā)生12V—6V—4V的連續(xù)變化，即充電槍未插入汽車上充電插座時CC1未搭鐵，R4無電流流過，同時充電槍的S開關(guān)斷開，R2無電流流過，這時檢測點1的電平為12V。當(dāng)槍插入充電插座，CC1接通R4有電流流過時，檢測點1的電平為6V。當(dāng)放開槍頭按鍵時，R2和R4并聯(lián)為0.5kΩ，R1為1kΩ，因此檢測點的電壓為4V。充電樁的非車載控制裝置一旦檢測到4V電壓，充電樁即判斷充電槍插入成功，車輛接口完全連接，并將充電槍中的電子鎖（若配有此裝置）進行鎖定，防止槍頭脫落。同時，CC2接通R3和R5串聯(lián)分12V電壓，檢測點2的電壓為6V，電池管理系統(tǒng)（BMS）判斷充電槍插入充電插座中。

2.直流充電樁自檢階段

如下圖所示，在車輛接口完全連接后，充電樁將閉合K3、K4繼電器開關(guān)，使12V低壓輔助供電回路導(dǎo)通，為電動汽車控制裝置電池管理系統(tǒng)（BMS）供電。車輛電池管理系統(tǒng)（BMS）得到供電后，將根據(jù)檢測點2的電壓判斷車輛接口是否連接，若電壓值為6V，則汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）開始周期性地發(fā)送通信握手報文，接著閉合K1、K2繼電器，進行絕緣檢測。所謂絕緣檢測，即檢測DC+、DC-、PE之間線路的絕緣性能，保證后續(xù)充電過程的安全性。絕緣檢測結(jié)束后，將投入泄放回路泄放能量，并斷開K1、K2，同時開始周期性地發(fā)送通信握手報文。

3.充電準(zhǔn)備就緒階段

接下來就是電動汽車與直流充電樁相互配置的階段（如下圖所示），車輛控制K5、K6閉合，使充電回路導(dǎo)通，充電樁檢測到車輛端電池向左側(cè)流出的電壓正常（電壓與通信報文描述的電池電壓誤差≤±5%，且在充電樁輸出最大與最小電壓的范圍內(nèi)）后閉合K1、K2繼電器開關(guān)，直流充電線路導(dǎo)通，電動汽車開始充電。

4.充電階段

如下圖所示，在充電階段，車輛電池管理系統(tǒng)（BMS）向充電樁充電控制裝置實時發(fā)送電池充電需求的參數(shù)，充電樁會根據(jù)該參數(shù)實時調(diào)整充電電壓和電流，并相互發(fā)送各自的狀態(tài)信息，比如充電樁輸出電壓和電流等，車輛電池的電壓、電流和SOC等。

5.充電結(jié)束階段

如下圖所示，車輛會根據(jù)汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）是否達到充滿狀態(tài)或是收到充電樁發(fā)來的“充電樁中止充電報文”來判斷是否結(jié)束充電。滿足以上充電結(jié)束條件，車輛會發(fā)送“車輛中止充電報文”，在確認充電電流小于5A后，電池管理系統(tǒng)斷開K5、K6繼電器開關(guān)。充電樁在達到操作人員設(shè)定的充電結(jié)束條件，或者收到汽車發(fā)來的“車輛中止充電報文”，會發(fā)送“充電樁中止充電報文”，并控制充電樁停止充電，在確認充電電流小于5A后斷開K1、K2，并再次投入泄放電路，然后充電樁控制裝置再斷開K3、K4繼電器開關(guān)，停止向汽車供給12V電壓。

基本構(gòu)造

硬件系統(tǒng)

如下圖所示，充電樁硬件系統(tǒng)主要由主控板、監(jiān)控板、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、移動通信模塊、觸摸屏、指示燈、按鍵等組成。

主控板

是硬件系統(tǒng)的核心組成部分，完成充電過程的啟動、運行、實時監(jiān)控以及關(guān)閉，并可通過多種通信方式將數(shù)據(jù)實時傳輸至后臺。主控板的主要功能特點包括具備6個串口，一個以太網(wǎng)口，動態(tài)的SDRAM控制器，NAND控制器，以及多路I/O口，具備工業(yè)級的溫度范圍等。

監(jiān)控保護單元

監(jiān)控保護單元組成框圖如下圖所示。該單元對充電樁的進線輸入電壓，充電輸出電壓、電流，充電接口連接狀態(tài)，車載電池管理系統(tǒng)狀態(tài)，車載電池狀態(tài)等進行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常，能夠及時切斷電源輸出，保護電動汽車、電池及充電樁本身的安全。

顯示單元

指示燈和顯示器顯示充電樁在各種狀態(tài)下的相關(guān)信息，通過觸摸屏和按鍵輸入信息，實現(xiàn)人機交互。

軟件系統(tǒng)

按充電樁軟件系統(tǒng)的功能可以把系統(tǒng)分為主控模塊、人機交互、讀卡器模塊、計量計費模塊、打印模塊、后臺通信模塊、遠程通信模塊等功能模塊（如下圖所示）。

主控模塊

當(dāng)軟件系統(tǒng)啟動時，主控程序根據(jù)系統(tǒng)配置文件加載程序配置信息，并根據(jù)配置信息完成各通信模塊的加載。軟件平臺強大的多線程處理能力使主控程序能夠輕松地完成與各通信模塊的交互。主控程序通過各模塊通信能夠完成用戶信息采集與展示、實時數(shù)據(jù)采集與展示、充電流程控制、計量計費功能等功能，同時該主控程序還具備后臺通信功能，能夠把充電過程中的實時數(shù)據(jù)、充電記錄等信息上傳到遠方后臺系統(tǒng)。

人機交互模塊

人機交互模塊設(shè)計時，界面顯示單元顯示的內(nèi)容非常豐富，其中主要界面有歡迎界面、連接確認界面、充電參數(shù)設(shè)定界面、啟動充電界面、充電界面、停止充電界面、結(jié)賬界面、打印界面等。人機交互模塊通過與主控模塊的交互獲取控制命令，完成界面切換；獲取用戶信息與實時數(shù)據(jù)信息并進行信息展示。

安全模塊

由帶安全存取模塊（SAM）的讀卡器、密鑰管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密、解密模塊組成。帶安全存取模塊（SAM）的讀卡器采用硬件加密技術(shù)，對用戶卡與充電樁數(shù)據(jù)交互過程中所使用的臨時變量進行加密處理，并對傳遞過程進行線路加密，保證了用戶卡與充電樁進行數(shù)據(jù)交互的過程中，信息不會被外界竊取。密鑰管理系統(tǒng)的主要功能是提供各種密鑰的生成機制和加密算法，并將生成的密鑰存儲在具有密鑰道出功能的CPU智能卡，即SAM（security?access?module）卡中。數(shù)據(jù)加密模塊用于把用戶數(shù)據(jù)按照事先約定的加密方式加密并存儲在用戶卡的用戶數(shù)據(jù)區(qū)域。解密模塊用于將讀取的用戶卡數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)并進行相關(guān)的用戶識別及扣費等操作。

基本分類

按充電電流分

根據(jù)充電電流種類不同，充電樁可分為直流充電樁、交流充電樁、交直流一體充電樁，分別采用相應(yīng)的充電方式完成對車載蓄電池的充電。

直流充電樁

直流充電樁俗稱“快充”。供電端是交流電，通過整流器、濾波器改變成直流電為電池充電。直流充電樁的輸入電壓采用三相四線交流380V（1±15%），頻率為50Hz，輸出為直流電。直流充電樁功率和輸出電壓、電流要求嚴(yán)格，所以對導(dǎo)線要求很高。必須使用三相四線制才能滿足直流快充需求。為了滿足完整的充電過程，直流充電樁需要單獨的配置“直流充電控制模塊”提供DC電源；開、關(guān)機，輸出電壓、電流主要由“充電樁控制器”控制。用戶通過“觸摸屏”調(diào)整不同模式，通過控制器把開、關(guān)機，輸出電壓、電流指令發(fā)給充電模塊。

直流充電示意圖如下圖所示。高壓電通過變壓器轉(zhuǎn)化為低壓電，低壓電經(jīng)由低壓電纜引至非車載充電機，輸出直流電，不通過車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）直接給蓄電池供電。

直流充電樁不需要車載充電機，可直接充電，其功率較大（常見30kw-120kw），故充電速度快，普通容量的汽車動力電池完全放電后通過直流快速充電樁半小時可以充到電池容量的80%，2-3小時可充滿。

交流充電樁

交流電動汽車充電樁就是俗稱的“慢充”，是固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置。交流充電樁提供單路或雙路AC 220V/380V輸出接口，只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。

交流充電示意圖下圖所示。高壓電通過變壓器轉(zhuǎn)化成低壓電，低壓電經(jīng)由低壓電纜引至非車載充電機，輸出交流電，通過車載充電機給蓄電池供電。

交流充電樁只負責(zé)給電動汽車的車載充電機提供電力輸入，由于車載充電機的功率較小（主流3.3kw、6.6kw、發(fā)展趨勢22kw)，故充電速度較慢。普通容量的汽車動力電池完全放電后通過交流充電樁充滿需要6-8小時。慢充的充電電流較小，可以減少熱量和電池壓力，有利于延長電池的使用壽命。

交直流一體充電樁

交直流一體充電樁采用模塊化設(shè)計，可提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式。既可交、直流同時充電，又可實現(xiàn)互鎖充電。白天充電業(yè)務(wù)多的時候，使用直流方式進行快速充電，當(dāng)夜間充電用戶少時可用交流充電進行慢充。

交直流一體充電樁的輸入電壓采用三相四線交流 380V（1±15%），頻率為50Hz，直流輸出端口輸出可調(diào)直流電，直接為電動汽車的動力電池充電。一般充電功率為10～40kW，充電時間為1～4h。交流輸出端口輸出AC 220V（5kW）/AC 380V（20kW）交流電，為電動汽車車載充電機提供充電電源。

其他分類

充電方法/方式

通常動力電池的充電方法分為傳統(tǒng)充電法和現(xiàn)代充電法。傳統(tǒng)的充電方法分為恒流充電法和恒壓充電法；現(xiàn)代的充電方法分為脈沖充電法、反射式充電法和三段式充電法。傳統(tǒng)的充電方法耗費時間長，容易損壞電池，已經(jīng)逐漸退出市場。現(xiàn)代充電技術(shù)是對傳統(tǒng)充電技術(shù)的改進提升，不僅可以消除電池的極化現(xiàn)象，而且還可以減少對電池的損壞，提高充電速度。但現(xiàn)代快速充電法難以實現(xiàn)充電過程的精確控制，需要對充電策略進行優(yōu)化，進而實現(xiàn)動力電池充電過程的精準(zhǔn)控制。

恒流充電

采用比較恒定的電流對電動汽車進行充電，如果充電電流過大，則會對電池造成一定的傷害，降低其使用壽命。若充電的電流較小，則達不到快速充電的目的，并且隨著充電時間的推進，會影響鋰電池的使用壽命。

恒壓充電

采用恒定的電壓對動力電池進行充電，在充電前期，充電電流較大，電池會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，對電池極板造成很大的傷害。充電后期，電池的端電壓較高，電流逐漸減小，充電時間變長，如果充電的電壓較大，則會對電池造成損壞。

脈沖充電

使用電流幅值的正脈沖對動力電池進行充電的，充電過程中存在著間歇，其大小由占空比確定。脈沖充電法雖然可以消除電池的極化現(xiàn)象，降低電池的充電時間，但能量轉(zhuǎn)換率低，容易損壞電池，降低電池的使用壽命。

反射式充電

反射式充電是在脈沖充電的基礎(chǔ)上進行了改進，引入了一個短暫的負脈沖，用以消除動力電池極化的現(xiàn)象。反射式充電法不僅可以降低電池析氣量，還可以消除電池的極化現(xiàn)象。

三段式充電

在充電開始時，對動力電池進行恒流充電，采用恒流的方式可以提高充電效率，隨著電壓的不斷上升，進入第二個充電階段，即恒壓充電階段，在該階段下，電壓恒定，充電量不斷增大，隨著充電的進行，充電電流逐漸減小。最后進行涓流充電，充電電流下降到低于涓流電流、充電電壓降低到涓流電壓后，涓流充電結(jié)束。

關(guān)鍵技術(shù)

直流充電

直流充電關(guān)鍵技術(shù)如下：

交流充電

交流充電關(guān)鍵技術(shù)如下：

發(fā)展趨勢

無線充電

無線充電是指通過埋藏在停車位地面下的無線能量發(fā)送模塊，向裝置于fcv底盤下的無線能量接收模塊進行電能傳輸，對動力電池進行充電。無線充電主要分為靜止式無線充電和移動式無線充電兩類。靜止式無線充電技術(shù)主要包括電磁感應(yīng)和磁共振方式，技術(shù)難度較低、傳輸效率較高，更適合于電動汽車充電；動態(tài)無線充電主要是無線電方式。

無線充電具有便捷、安全、占用空間小等優(yōu)勢，是智能化充電技術(shù)的重要一環(huán)。其局限之處是：各車企研發(fā)的無線充電技術(shù)路徑不同，無法完全實現(xiàn)充電兼容；設(shè)備成本及場地建設(shè)成本相對傳導(dǎo)式充電更高；無線充電的傳輸距離較近，傳輸功率和效率普遍低于傳導(dǎo)式充電；充電線圈可能會受掉落金屬物體的影響而改變磁場，存在發(fā)熱和火災(zāi)的風(fēng)險；用戶對無線充電的電磁輻射泄漏存在一定擔(dān)憂。

大功率直流充電

大功率直流充電是使用比傳統(tǒng)充電更高功率和更高電壓的充電站，使用直流（DC）連接，然后轉(zhuǎn)換成交流（AC）給電池充電，可以為車輛電池提供更高的充電速率。其定義是充電功率為350kW或以上，以單槍方式在10～15min內(nèi)給動力電池充電80%～90%。關(guān)鍵技術(shù)包括大功率充電連接組件、冷卻技術(shù)、溫度監(jiān)測技術(shù)、充電通信控制技術(shù)、大功率充電機、動力電池冷卻與監(jiān)測、電動汽車電壓等級和電網(wǎng)協(xié)調(diào)等。

家庭充電技術(shù)

家庭充電技術(shù)開發(fā)家庭專用充電站為汽車充電，可使用交流（AC）或直流（DC）電源，能提供比傳統(tǒng)方法更快的充電速度。充電時間將取決于充電站的容量和車輛電池的大小。家用充電站一般采用壁掛式結(jié)構(gòu)連接到家庭的電氣系統(tǒng)，使用便捷，費用一般低于傳統(tǒng)充電方式，特別是那些可以享受非高峰電價的車主。

可再生能源利用

可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)岷蜕锬艿龋梢灾苯訛殡妱悠嚦潆娬竟╇姟４送猓姵睾?a href="/hebeideji/7296095880154972169.html">氫燃料電池等可再生能源存儲解決方案的發(fā)展，將允許可再生能源更多地融入電網(wǎng)，這為電動汽車充電提供了更加可靠和可持續(xù)的能源。可再生能源的利用有助于減少溫室氣體排放，緩解電力供應(yīng)緊張。

V2G技術(shù)

V2G即Vehicle-to-Grid（車輛到電網(wǎng)），又稱雙向逆變式充電技術(shù)。V2G技術(shù)的實施要求電動車輛和充電樁均要具備雙向充放電功能。隨著電動汽車數(shù)量不斷增加，電網(wǎng)承受的壓力也將越來越大。V2G技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)電動汽車的分布式移動儲能單元功能，在用電低谷時充電，在用電高峰時向電網(wǎng)放電，可減輕電動汽車對電網(wǎng)的影響，實現(xiàn)調(diào)整用電負荷、改善電能質(zhì)量、消納可再生能源等作用，并為電力系統(tǒng)調(diào)控提供新的調(diào)度資源，避免電網(wǎng)和電源資源的過度投資；也可讓電動汽車用戶獲得一定的電網(wǎng)能源互動收益，提升電動汽車整體競爭力。

發(fā)展制約

充電樁技術(shù)發(fā)展中存在如下問題：

汽車充電倍率低

受電池技術(shù)發(fā)展限制，新能源汽車充電倍率（充電倍率=充電電流/額定容量）低，主流汽車電池可承受的充電倍率都在1C以下，很大程度上限制了充電樁技術(shù)的發(fā)展；

充電樁功率較低

交流充電樁以7kW為主，直流充電樁以60kW為主。如果對主流的50kWh汽車電池組充電80%，交流充電樁充電時長約需6h，直流充電樁充電時長約需40min；

平臺不完善

充電樁的智能化、互聯(lián)網(wǎng)控制平臺尚未完善，運營管理較困難；

標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

充電樁的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，如：電性參數(shù)不兼容、充電槍不兼容、通信協(xié)議不兼容等。新舊標(biāo)準(zhǔn)更替的差異化，導(dǎo)致新舊產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)也出現(xiàn)差異化。由于充電樁產(chǎn)業(yè)是個新興產(chǎn)業(yè)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，也會出現(xiàn)新舊產(chǎn)品兼容性問題。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

國際電工委員會（IEC）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制修訂的充電標(biāo)準(zhǔn)主要集中在充電站、充電接口、通信等幾個方面。

建設(shè)狀況

充電基礎(chǔ)設(shè)施作為電動汽車的配套設(shè)施，全球分布格局基本與電動汽車產(chǎn)銷分布一致。根據(jù)“歐洲替代燃料觀察組織”（European Alternative Fuels Observatory，EAFO）統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2019年底，全球公共充電樁保有量約92.7萬個，其中中國保有量為51.6萬個，市場占比為55.7%，歐洲、美國、日本充電樁保有量占比分別為25.8%、7.8%和3.5%。全球主要國家公共領(lǐng)域充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量如下：

中國

截止到2023年10月底，中國共有充電樁795萬臺，其中公共充電樁超250萬臺。2024年1至10月份，中國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為328.8萬臺，同比上升19.8%。截至2024年10月，中國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為1188.4萬臺，同比增長49.4%。2024年11月21日，中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟公布了首批23家充電運營企業(yè)的44座五星級電動汽車充電場站。

截至2024年11月底，中國高速公路服務(wù)區(qū)（含停車區(qū)）累計已經(jīng)建成充電樁3.31萬個、充電停車位4.93萬個。已建設(shè)充電設(shè)施的高速公路服務(wù)區(qū)占比從2023年底的85%提升至97%，除少數(shù)高海拔服務(wù)區(qū)外，基本實現(xiàn)了全覆蓋。

截止到2025年1月底，中國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為1321.3萬臺，同比上升49.1%。1月份，充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為39.5萬臺，同比上升49.5%。其中公共充電樁增量為18.1萬臺，同比增長222.5%，隨車配建私人充電樁增量為21.4萬臺，同比上升2.9%。中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟表示，中國充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠基本滿足新能源汽車的快速發(fā)展。公共充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)區(qū)域較為集中的廣東省、浙江省、江蘇省、上海市、山東省等10個地區(qū)建設(shè)的公共充電樁占比達到67.9%。截至8月底，中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施總數(shù)達到1734.8萬個，比2024年同期增長53.5%。其中，私人充電設(shè)施占主導(dǎo)，數(shù)量超過1300萬個，是公共充電設(shè)施的3倍多。

2025年中華人民共和國國慶節(jié)中秋節(jié)假期期間，新能源汽車充電量創(chuàng)歷史同期新高。10月1日零時至10月3日18時，全國高速公路充電量達到4380.93萬千瓦時，同比增長51.33%，日均充電量是平日的2.54倍。

中國已初步建成較為完善的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，充電基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)覆蓋居住區(qū)、高速服務(wù)區(qū)、公路沿線、公共及縣鄉(xiāng)等多個領(lǐng)域。充電基礎(chǔ)設(shè)施快速增長的同時，產(chǎn)業(yè)鏈在不斷完善，移動充電、無線充電、兆瓦級大功率充電等新技術(shù)實現(xiàn)突破，同時智能充電裝備得到較快發(fā)展。下一步，中國將積極推動充電技術(shù)與商業(yè)模式的創(chuàng)新，如快速充換電、智能有序充電等。進一步下沉農(nóng)村地區(qū)充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)先對充電繁忙服務(wù)區(qū)開展大功率設(shè)施建設(shè)改造。

美國

美國充電服務(wù)行業(yè)相對成熟，充電樁建設(shè)增速平穩(wěn)，截至2019年底，美國已建成各類充電樁超過50萬個，整體車樁比約為2.4：1，由于家庭住宅類型的差異，美國電動汽車車主配建家用充電樁的比例超過80%，大多數(shù)車主選擇使用私人充電樁充電。全美公共充電樁約有7.2萬個，車樁比約為17.5：1，僅占充電樁總量的14%。公共充電樁一般位于商場、超市等車流密集的公共場所以及洲際高速公路沿線，主要分布在東部和西部的沿海地區(qū)。

歐盟

根據(jù)EAFO統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2019年底，歐洲公共充電樁保有量為21.1萬個，其中交流充電樁18.7萬個，直流充電樁2.4萬個，直流充電樁占比僅為11%。在公共充電領(lǐng)域，歐洲以高速公路充電樁為核心，歐洲高速公路平均每100km建有充電樁33個，依靠著高速路高密度充電網(wǎng)絡(luò)、車企和能源企業(yè)的大力推動、大功率充電樁的應(yīng)用等措施，歐洲以較少的公共直流充電樁數(shù)量，滿足了電動汽車的遠途出行充電需求。歐洲各國公共充電樁的分布較為均衡，建設(shè)規(guī)模與各國電動汽車保有量緊密相關(guān)，作為新能源汽車的主要市場，英國、德國、法國以及荷蘭的充電樁保有量較多。歐洲充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展存在的阻礙因素主要包括：土地私有制限制目的地充電樁建設(shè)；充電樁接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；公共充電樁的補貼資金不足，行業(yè)競爭不充分。

日本

日本私人充電樁的建設(shè)門檻較高，因此主要以公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為主。截至2019年底，日本電動汽車保有量為28.5萬輛，公共充電樁保有量為3.2萬個，車樁比約為8.9：1。日本公共充電樁主要建設(shè)在購物場所、名勝觀光區(qū)、游樂場、醫(yī)院、公園、美術(shù)館、高爾夫球場、旅館、酒店和飯館等地。

部分制造商

特斯拉

特斯拉作為全球領(lǐng)先的電動車及能源公司，于2003年在美國成立。特斯拉Model S電動汽車總共有三種充電方式：移動充電包、高能充電樁和超級充電樁。

移動充電包

移動充電包就是一條充電線，就像手機充電一樣，可以用這根線在普通電源插口充電，非常方便，但其充電速度是三種方式中最慢的。

高能充電樁

如果用戶有固定車位，那么可以選擇安裝特斯拉的高能充電樁（下圖），它在單充電模式下最大輸出為240V/40A，充電速度比普通家用接口速度更快。在雙充電模式下可以輸出240V/80A，所謂雙充電模式就是用戶的車內(nèi)部擁有兩個充電單元，其中一個是原車出廠自帶，而另外一個是需要用戶付費選裝的。它的作用和效果其實很簡單，就是給用戶的車增加了一個充電通道，充電速度提升為原來的一倍，這個速度要比普通電源插座快得多，基本一個晚上就能將車輛的電池充滿電。

超級充電樁

超級充電樁（下圖）充電效率最高，一輛車從沒電到充滿電最多只需要75min，一般情況下用戶只需要充電半小時左右，所充的電能就足夠用戶在市區(qū)里用一整天。超級充電樁輸出電壓為380V，電流接近200A。當(dāng)然，超級充電站的充電速度也不是永遠都這么快，每個充電站的輸出電流都是額定的，當(dāng)只有一輛車充電的時候，它可以享受充電站70%的電流額度，但是當(dāng)充電的車數(shù)量增加時，電流就會平均分配到每輛車上，不過這仍然是最快捷的充電方式。

太陽能充電站

特斯拉啟用了一批太陽能充電站網(wǎng)絡(luò)，為該公司的電動汽車免費提供獨家充電服務(wù)（如圖）。這些充電站使用快速增壓器直流充電技術(shù)，汽車電池僅需要30min就能完成充電。

特銳德

特銳德是中國最大的戶外箱式電力產(chǎn)品系統(tǒng)集成商、中國最大的箱變研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)之一。公司2004年以戶外箱式電力設(shè)備業(yè)務(wù)起家，2014年公司進軍充電領(lǐng)域，充電樁運營商“特來電”是其全資子公司。

充電樁業(yè)務(wù)是公司的三大業(yè)務(wù)之一，于2014年投產(chǎn)。“特來電”的官方網(wǎng)站顯示，截至2020年5月24日，公司充電樁保有量（總終端數(shù)）為269649臺，覆蓋全國334個城市，市占率約達30%。

京能新能源

始創(chuàng)于2012年，是中國國家高新技術(shù)企業(yè)和國家專精特新小巨人企業(yè)。公司擁有湖南長沙總部運營中心、廣東東莞研發(fā)中心、邵陽市生產(chǎn)基地、咸寧市生產(chǎn)基地，業(yè)務(wù)涵蓋交流充電樁、直流充電樁、大功率充電樁、歐標(biāo)/美標(biāo)/日標(biāo)/國標(biāo)充電樁、微電網(wǎng)光儲充、充換電柜、換電站等。

驢充充

驢充充是集智能充電樁研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、運營于一體的物聯(lián)網(wǎng)高新科技型企業(yè)，新能源車充電樁、電瓶車充電樁行業(yè)著名品牌，取得多項中國國家發(fā)現(xiàn)專利，將傳統(tǒng)充電樁與電力自動化、大數(shù)據(jù)、云計較、區(qū)塊鏈等關(guān)鍵技術(shù)深度融合，為客戶提供智能充電系同一站式解決方案。