近年来，在政策、市场双因素驱动下，我国新能源汽车产业迅猛发展，带动充换电基础设施产业快速发展，建成了世界最大规模的充换电设施服务网络。进入新的发展阶段，完善充换电标准体系、加速充换电技术创新，是推动产业高质量可持续发展的关键。

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充换电基础设施产业发展现状及挑战

1、充换电基础设施产业快速发展

目前，我国已建成世界最大规模的充换电设施服务网络，产业可持续发展水平增强。一是基本建成了相对完善的充电基础设施体系。形成了由四类设施构成的基础设施体系，包括自用充电设施（居民个人在自有产权车位上加装的充电设施）、专用公共充电设施（专为某个法人单位、企业等新能源汽车提供充电服务的设施）、共用充电设施（为已建成的住宅小区业主提供服务的充电基础设施）、公用充电设施（服务于各类社会电动车辆的公共充电设施）。二是基本形成相对完善的市场体系。全国充电运营商数量已超千家，形成了相对完备的配套体系和标准体系。三是基本形成了充电设施与互联网相融合的产业生态体系。我国已建成“互联网+”的多层次平台体系，包括从国家到地方的多级行业监管平台、企业联盟形式的行业数据共享平台。四是科技和商业创新取得突破进展。在大功率充电、即插即充与无感支付、换电、车网互动和自动充电等技术和模式创新方面，我国在国际上整体处于领先水平。

截至2021年9月，全国充电基础设施总数量达222.3万台，同比增长56.8%，其中公共充电桩104.4万台，随车配建私人充电桩102.4万台。同期，我国新能源汽车保有量达678万辆，车桩比为3.05:1。从今年下半年开始，工信部与国家能源局联合开展新能源汽车换电模式应用试点，截至9月，全国建成换电站890座，整体呈稳步增长态势。

2、充换电基础设施产业发展面临挑战

充电技术有待提升。一方面，充电时间较长，直流快充虽较交流慢充效率高，半小时能充电80%，但仍不能有效满足用户对于快速补电的需求。另一方面，充电存在一定安全风险，新能源车自燃事故普遍发生在充电期间，快充更易触发电池热失控进而导致失效起火现象。

商业模式不可持续。现阶段，充电运营商的主要收入手段是收取充电服务费，但由于其核心业务需要电池、整车厂商高度配合，资源的开发和整合能力成为充电运营商开展业务的关键，以致目前充电运营企业都是重资产运营，因前期投入高，大量企业尚未实现盈利。此外，换电尚处于探索阶段，目前未形成明晰的盈利模式。

推广过程障碍重重。一是土地使用方面，公共场地大多因早已规划完毕，政府部门难以重新划拨充换电站点建设用地。二是电力容量限制，老旧小区和用电量较大的商业区扩容难度大、成本高，相关方之间协调困难。三是不同厂商充电设备质量参差不齐，设备维护缺乏规范的服务体系标准，部分旧桩存在安全隐患。四是因缺乏有效管理而产生的燃油车占位，以及不同运营商之间支付方式不通用而带来的不良体验，均影响充电基础设施进一步推广。

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充换电基础设施产业关键技术分析

1、完善的标准体系是充换电基础设施产业健康发展的前提

2015年，国家能源局印发《电动汽车充电设施标准体系项目表（2015年版）》，开启了国家层面电动汽车充电设施标准体系研制工作。经过几年的发展完善，我国已形成基础通用、电能补给、服务网络、建设与运行四大模块标准。其中，基础通用包含术语、标志标识、信息安全等相关标准；电能补给包含交流充电、直流充电、电池更换、试验检测等方面标准；服务网络包含信息交互、充换电站等标准；建设与运行模块包含计量、电能质量、与电网互动、运行管理、竣工验收等标准。标准体系建设促进了充电基础设施产业技术产品化，同时有利于产品规模化和产业规范化，下一步，可以从标识检测认证、无线充电、大功率充电技术、充电信息安全、换电、特种车辆充电、V2X技术（vehicle to everything, 即车用无线通信技术）等方面着手，制定各类细项标准。

2、ChaoJi充电技术将大幅缩短充电时间

ChaoJi充电技术是一套完整的电动汽车直流充电系统解决方案，针对充电系统现有问题，在充电安全、充电功率、结构设计、向前兼容性（能够兼容国际四大充电系统：GB/T2015、CHAdeMO、CCS1和CCS2）及未来应用等方面进行了全面提升，其最大充电电流达360安培，未来充电功率可达900千瓦，充电5分钟即可行驶400公里。

2020年6月，国家电网与日本电动汽车快速充电器协会（日本CHAdeMO协议会）联合在线发布《电动汽车ChaoJi传导充电技术白皮书》和CHAdeMO3.0标准；中国电力企业联合会与CHAdeMO协议会同步启动ChaoJi产业化发展路线研究，标志着ChaoJi充电技术迈入标准制定和产业应用新阶段。

3、无线充电技术使充电更智能便利

自动驾驶技术的研发和应用催生了无线充电技术，无线充电作为自动驾驶的一部分，将与自动驾驶汽车发展高度融合。无线充电具有占地少、充电安全便利、后期维护成本低等优势，但目前在产业化应用上存在一些问题。比如，充电效率不高，峰值效率为90%左右，比传统充电效率低5个百分点；又如，缺乏统一的技术标准。总体来看，无线充电目前处于探索阶段，未来应用场景广阔。

4、V2G技术使双向充电成为可能

V2G（Vehicle-to-grid）描述了电动汽车与电网的互动关系，当车载电池需要充电时，电流从电网向车辆补给，而当电动汽车不使用时，车载电池的电能也能销售给电网。电动汽车作为分布式储能单元，给V2G技术带来了巨大的发展潜力。V2G通过双向充电实现了能量在电动车与电网之间的智能流动，助力电网削峰填谷，维护电网稳定，同时通过车辆储存电能供给电网，促进了可再生能源的利用。

目前，V2G技术已在中新天津生态城落地，接下来，我国可以全球率先规模化商用为目标，构建车网互动的国家协同推进机制。首先，保持与国际同步，积极参与国际交流和相关标准制定。其次，制定分阶段路线图，明确各阶段的工作重点，制定完善的保障机制。再次，建立跨行业工作组，联合推进V2G技术全面落地。V2G技术在发展过程中还需注意与储能、梯次利用等技术协同发展，应用场景将更广泛。

5、换电安全技术体系保障换电站稳固运行

换电安全是包括车身、电池、换电站在内所有环节的结构安全和流程安全。车身方面，需加强车辆底盘的结构设计，确保整车安全和性能表现，针对卡扣式和螺栓式分别制定5000次和1500次的质量标准；电池方面，注重运行状态监测技术，实时监测电池充电的过程数据，判断电池内部性能表现，及时识别风险，并根据电池寿命衰减趋势和电池变化，预测电池寿命；换电站方面，依靠态势感知系统、安全加固技术和信息安全管理机制，对设备、信息和应用软件进行全方位保护，还需配备阻燃电缆和多功能防爆车位，完善自动灭火系统。换电结构对传统车辆一体化设计构成了挑战，这对开发全新汽车平台和车型提出了要求，需要换电企业和OEM企业（原始设备制造商）合作，形成成熟的换电技术体系。

今年11月1日开始实施的《电动汽车换电安全要求》，是我国汽车行业在换电领域制定的首个基础通用国家标准，明确了换电车辆的一般安全要求、整车安全要求及系统部件安全要求，有助于引导汽车企业的产品研发，提升换电电动汽车的安全性，支撑新能源汽车产业高质量发展。

6、共享换电站技术是推广换电的有效方案

短期来看，OEM企业无法完全统一电池标准，但从场地、工程建设、人力、商务推广等方面考虑，共享换电能有效降低换电站建设和运营成本，分阶段实施共享换电将是未来选择。当前，可实现的共享换电模式分三级要求。一是共享换电平台和运营体系，即各运营商电池仓独立，只共享换电平台和换电结构，该情形下，底盘换电最易实现。二是兼容的锁止结构和换电设备，即除共享换电平台、换电结构外，电池仓位兼容，支持多种电池的存储和更换。三是全面共享，即所有运营商电池均采用模块化设计，制定3个左右的电池标准供不同级别车型试用。

7、互联互通技术优化充电基础设施运营

提高充电基础设施的通用性、开放性和网联性，能确保用户找得到充电设施、充得上电并顺利支付，还能实现用电的合理调度。互联互通技术是未来庞大充电基础设施网络的基础，是实现智慧城市的重要节点，亟需做好充电互联互通技术的顶层设计。一是通信协议互联互通，要求建立完善的硬件接口标准体系。二是支付方式互联互通，不同充电运营商之间至少共用一套支付体系。三是信息互联互通，要求建立统一的信息发布平台，不同运营商向公共平台提供基础数据，构建智慧能源网络，打通人-车-站-电池-电网的信息通路。四是管理互联互通，实现多个站点统一调度、统一管理，基于后台数据和运营状态，调整充电策略和充放电时间，形成智能微电网。

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充换电基础设施产业发展趋势

得益于相关政策的实施，电池、充电站等国家标准有望得到统一，新能源汽车的换电模式即将迎来“飞跃式”发展。根据相关机构预测，2025年换电车型占比将达30％，对应带来3000亿元的市场规模。

据悉，由国家能源局会同工业和信息化部研究制订的《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见》将于近日正式出台。

在该政策的影响下，充电桩、换电站的建设以及新能源汽车的各项保障工作将迎来一波新发展。得益于相关政策的实施，电池、充电站等国家标准有望得到统一，新能源汽车的换电模式即将迎来“飞跃式”发展。根据相关机构预测，2025年换电车型占比将达30％，对应带来3000亿元的市场规模。

1、电池标准有望统一

2021年11月1日起，由工业和信息化部提出、全国汽车标准化技术委员会归口的GB/T 40032-2021《电动汽车换电安全要求》（以下称《要求》）正式开始实施。这是我国汽车行业在换电领域制定的首个基础通用国家标准，有助于提升使用换电技术的电动车在机械强度、电气安全、环境适应性等方面的安全水平，保障换电电动汽车的安全性。

《要求》包括安全要求、试验方法及检验规则，其中安全要求涉及一般要求、整车要求和部件要求，分别规定了5000次(卡扣式)和1500次(螺栓式)的最低换电次数要求，以确保用户在车辆设计使用寿命内换电时的机械安全。随着新能源汽车产业的持续推进，汽车电池技术发展迅猛，但由于各个车企技术、专利以及相关软硬件的标准不同，在发展过程中也遇到了一系列问题，给换电的普及带来了一定的困难。

当下，以北汽、蔚来为代表的车企都推出了换电站，通过这种方式，可以快速地为车辆续航提升里程，在避免电动车“里程焦虑”方面起到了积极的作用。不过，由于换电业务大多是基于品牌自身开展，商业模式没有实现互联互通，成本居高不下，换电模式的普及仍受到了一定的阻碍。

车用动力电池实现规格和标准的统一，第三方公司才有希望实现规模化运营。与此同时，电池标准统一可以省去拆解电池包、重新组合等工作，在梯次利用方面才有盈利的可能。单独依靠某一家或者某几家车企实现电池标准和规格的统一，换电模式仍难以实现盈利。

电池行业的相关专家坦言，现阶段，换电标准并非完全缺失，包括连接器、电池和通信协议等实际上都有相关标准，但却受制于标准约束性和可操作性不强等原因，在行业内未能达成共识。所以要想实现换电技术的跨越式发展，统一电池标准势在必行。

在北京，出租车领域的换电模式已经经过试点，在一定程度上得到了普及，商业模式已经获得了市场的认可。一辆出租车换电仅需三五分钟，只需要四五十块钱的费用就能搞定，续航里程在冬天开启车内热风的情况下也能超过两百公里。换电时间与传统的加油时间已经相差无几，同时经济性还要好得多，电动出租车已经成为了北京不少出租司机的首选。

2、技术和覆盖“两手抓”

一直以来，电动车在长途行驶方面与燃油车有着明显的差距，假期出游的电动车用户们遭遇了不同程度地困扰。部分电动车充电时间过长，部分地区充电桩不能满足大范围的使用。

针对这些问题，主管部门提出了新目标和新要求。将进一步优化中心城区公共充换电网络布局，加大外围城区公共充电设施建设力度，因地制宜布局换电站，扩大网络覆盖范围，提升公共充换电服务保障能力。同时，鼓励充电运营企业通过新建、改建、扩容、迁移等方式，逐步提高快充桩占比。结合新能源汽车下乡活动，推进乡镇充换电设施建设，研究纳入各地综合督查考评范围。到 2025 年，东中部地区省份力争建成不少于 10 个“示范乡镇”和 30 个“示范村”。

除此之外，主管部门还要求各地充电基础设施主管部门会同交通运输部门加快制定本省高速公路快充网络分阶段覆盖方案，明确高速公路快充站建设标准规范，督促高速公路服务区产权单位切实履行主体责任。加强高速公路快充站项目立项与验收环节管理，做好配套电源保障工作。力争到 2025 年，国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域的高速公路服务区快充站覆盖率不低于 80%，其他地区不低于 60%。

当然，在充电桩的覆盖率逐步提高的同时，也要从技术角度出发，解决电动车的充电问题。应当加快大功率充电标准制定与推广应用，加强跨行业协作，推动产业各方协同升级。并鼓励探索无线充电、自动无人充电等新技术应用，进一步地提升电动车用户的长途出行体验。

3、车联网让充电更便捷

汽车给城市带来了拥堵，引发了无数的交通问题，其根本原因在于城市的资源并没有被调动，大量的闲置资源被浪费。智能网联汽车的出现则为这种情况提供了改变的契机，城市资源将被重新组合分配，城市将迎来“新效率”时代。

随着相关设施的快速建设，城市中的充电桩建设已经逐步达到了饱和，但在寸土寸金的中心城区，为电动车寻找空闲充电桩已经成为了困扰不少车主的难题。

虽然公共充电桩的覆盖率较高，但利用率却非常有限，车联网的进一步普及将有力地解决这项问题目前，一部分充电桩仍没有联网数据，车主难以了解附近的充电桩是否空闲，造成了一些充电桩的闲置率居高不下。对此，主管部门强调，将加快推进充电运营企业平台互联互通，实现信息共享与跨平台、多渠道支付结算，提升充电便利性和用户体验。

除了充电桩共享信息外，主管部门也将进一步地鼓励停车充电一体化等模式创新，实现停车和充电数据信息互联互通，落实充电车辆停车优惠等惠民措施。对于燃油车占据充电桩车位等情况，还加强宣传引导，鼓励停车场与充电运营企业创新技术与管理措施，引导油车与新能源汽车分区停放，维护良好充电秩序。

2021年度《中国主要城市充电基础设施监测报告》指出，当覆盖率超过80%后，公共充电桩密度的提高，对其覆盖率的增加影响就会放缓。在这一阶段，精准选址覆盖城市盲区，同时引导部分专用桩在适宜时段开放，能够进一步提升公用桩的空间覆盖率。

针对高峰时段占据充电车位的燃油车辆、超时占桩车辆，要逐步明确惩罚措施，可以采取人工辅助、智能化技术等手段来化解“占位不充”问题。

北京市市场监督管理局对外发布的《停车场（库）运营服务规范》，已经针对燃油车占位、充满电后不离场等问题发布了处理措施。新能源汽车产业的快速发展，将助力我国实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的重要目标。

而做好充换电基础设施服务保障工作，则是新能源汽车产业快速发展的重要依靠。要多举并进，从政策、技术、服务等多角度共同出发，为新能源车的普及工作献计献策，争取其早日实现全面普及。

文章来源： 能源研究俱乐部，新能源汽车报