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“新基建”应用系列直播回顾:迎接充电桩的机遇和挑战

为了拥抱“新基建”大机遇,Aspencore正式启动“新基建”应用系列直播。作为系列直播的首秀,2021年5月21日“EE直播间”聚焦充电桩产业,邀请到布局该领域的芯片厂商TI(德州仪器)、专业仪器制造商ITECH(艾德克斯)、以及智慧生活综合服务运营平台师傅到家(Service-Linker)的专家讲师,共同探讨充电桩市场的机遇和挑战。

中国充电桩产业的基本概况

近年来中国新能源汽车的销量持续增长,为下游市场带来了大量需求,其中充电桩的成长速度尤为明显。特别是2020年以来,充电桩被正式纳入国家新基建七大领域之一,国家对电动车的扶持力度逐渐减弱,发展重心已转向充电桩配套设施,充电桩市场有望被进一步打开。pinesmc

(一)中国充电桩的四个发展阶段pinesmc

事实上,中国充电桩行业早在2006年就开始萌芽,至今已经历了四个发展阶段。pinesmc

第一阶段是萌芽阶段(2006年-2013年)。2006年比亚迪建立国内首个电动汽车充电桩。2011年开始国家电网、南方电网开启释放项目,商业模式仍在探索。pinesmc

第二阶段是爆发阶段(2014年-2016年)。2014年国家提出适度超前的建设规划,并引入民间资本。包括车企、出行公司在内的一大批民营企业涌入市场。2016年1月1日,充电桩新国标实施,大规模投资建设进入高峰期。pinesmc

第三阶段是洗牌阶段(2017年-2019年)。过度扩张、盲目建设必然会引发洗牌。尽管2018年、2019年国内新能源汽车增量达到历史最高水平,充电桩增量也水涨船高,但充电桩的增速却一直下滑。而且不少初期布局充电桩的玩家遗憾出局,洗牌趋势明显。pinesmc

第四个阶段是新基建阶段(2020年至今),即2020年初充电桩被正式纳入国家新基建七大领域之一,其增速明显回升,迎来了发展新机遇。pinesmc

(二)充电桩的五种主流技术pinesmc

目前,我国新能源汽车的补电方式已形成“慢充为主,快充为辅,兼具换电”的市场格局。pinesmc

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来源:ITECH讲师提供pinesmc

第一种是交流慢充。固定安装在电动汽车外、与交流电网连接。为电动汽车车载充电机OBC提供220V或者380V的供电。交流充电桩只提供电力输出,没有充电功能,需要连接车载充电机为电动汽车充电。其优点是技术成熟、安装简单、成本低,但缺点是耗时长、效率偏低,充电时间需要5至8小时,适合用于对充电时长不敏感的场景,例如私人桩。pinesmc

第二种是直流快充。它是固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,可以为电动汽车直接充电,并提供足够的功率,可实现快速充电。其优势是充电电流大、充电时间较短,充电时间需要0.3至2.5小时;缺点是设备复杂、需要专用电网、成本高。目前特斯拉是大电流直流快充方案的代表企业,宝马、奔驰、现代等传统车厂也有在跟进。pinesmc

第三种是换电充电。就像给手机更换新电池一样,把新的电池装到车子上,即换即走、充电效率高。但劣势有:需汽车配置标准化电池、配置庞大电池库、成本高等等。目前代表案例有北京运营的北汽新能源换电版本的出租车,今年4月蔚来汽车推出的第二代换电站。pinesmc

第四种是无线充电。正如消费类电子充电技术发展由有线升级为无线一样,在电动汽车领域也有大功率无线充电方案。它应用了电动汽车充电的非直接接触式电能传输技术,具有运营安全、充电智能、配置灵活等优点。目前电动汽车无线充电分为三种方式:电磁感应式、磁场共振式、无线电波式。代表案例有高通的Halo、中兴的无线充电产品、Evatran公司为通用沃蓝达、日产聆风和特斯拉推出的无线充电产品等。pinesmc

第五种是大功率充电,正蓄势待发。其核心技术是“液冷”和“密封”,能够满足电动车续航里程长、充电时间段的要求。据悉国内某公司的500kW大功率充电桩,一个小时可以充500度电,普通的纯电动车10分钟左右即可充满。这是一组新能源汽车行业梦寐以求的数字,但发展道路上存在很多未知数。pinesmc

值得肯定的是,随着各项充电技术的应用和模式拓展以及新兴充电技术的引进,未来中国充电桩行业的技术体系将日趋多元化。pinesmc

(三)私家车充电需求即将爆发pinesmc

那么充电桩市场前景究竟有多大呢?首先可以从“车桩比”的层面来略窥一二。pinesmc

通过查阅了很多文件资料发现,国家提到“实现总体车桩比 1:1”的建设目标,是经过计算桩的总数与车的总数的比值,从而得出的概念。目前总体车桩比为3:1,距离1:1还有很大的成长空间。pinesmc

《国际电子商情》认为,国家鼓励充电桩建设的目的,是为了推动汽车电动化的加速发展。换言之,未来将有多少电动汽车上路,就有多大的充电需求。pinesmc

从国内电动汽车市场的情况来看,现阶段电动汽车的使用,主要集中在出租、网约、公交等运营领域,其中绝大部分选择了公共直流快充,车桩比远不达1:1。未来5至10年,私家车将是电动汽车的主要市场,私家车充电需求将进一步带旺充电桩市场,总体车桩比接近 1:1将可能实现。pinesmc

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来源:Aspencore讲师提供pinesmc

其次,从用户的角度来看,目前国民对电动汽车和充电桩的认可度和购买欲仍需提升。这需要通过提升电动车的生态建设和增加充电时的消费场景,来不断刺激用户来消费电动汽车和充电桩。pinesmc

有调查显示,将近一半的车主固定在小区公共停车场进行每日充电,30%的车主固定在单位/公司的停车场充电,仅有20%的车主去专用的公共充电站充电。而且充电时间上,下班后回家充电和上下班时之间充电为车主两大充电场景。这不仅说明私家车充电需求是未来充电桩市场的主战场,还表明公共充电站里蕴含的商机尚未挖掘。pinesmc

由于车主充电时间较长,部分公共充电场所附近又没有配套设施,这极大程度上影响了车主的充电体验。因此,车主最希望增加的配套服务有:公共休息区、日常的维修保养、汽车、娱乐休闲、餐饮、零售等。足以见得,让充电桩成为智慧城市服务的一环,正是不少布局者看好充电桩未来前景的原因之一。pinesmc

不难看出,汽车电动化和充电配置的双双普及,已经是不可逆转的大趋势。展望未来,将会有更多的新兴充电技术推动电动车充电的发展,例如光伏、储能、第三代半导体等等,值得业界持续关注与探索。pinesmc

三位技术专家热议充电桩趋势

在观众互动问答环节中,由于邀请到的三位技术专家讲师来自充电桩产业的不同领域,覆盖了上游的芯片及方案供应、专业测试设备,以及下游的实际服务运营平台,不同的角度有不尽相同的观点和看法,这使得整个互动环节看点十足。pinesmc

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看点1:充电桩的技术发展路径pinesmc

TI公司充电桩技术专家Howard Zou认为,更快的功率、更大的电流、更低的成本是充电桩的三大趋势。pinesmc

“现阶段充电桩分为直流桩和交流桩,直流桩的充电功率在50至150KW,交流桩有3.7KW和11KW两种。未来随着电动汽车的普及,公路上充电站的充电速率需要达到接近现在的加油站,也就是10到15分钟充足80%的电量,所以大功率的直流充电桩是发展的必然趋势,即单桩的充电功率要达到300KW-500KW。而交流桩将服务于小区/社区的充电场景,由于不同的消费者会有不同的需求——有的希望便宜轻便,有的希望充得更快——所以3至22KW便携式的充电设备可以很好地覆盖这些需求。” Howard分享道。pinesmc

艾德克斯电子有限公司中国区产品应用工程师宋辰辰预测,未来充电桩的趋势是以私人的充电桩为主、无线快充和公共快充为结合的一种方式。简单概况是:慢充智能化,快充便捷化,充放电相互交互,服务互联、标准统一。pinesmc

看点2:国内怎样的车桩比最合适?pinesmc

针对该问题,师傅到家的创始人兼CEO宋杰保持着“积极扩张”的乐观态度,他认为所有的车位都必须放上充电桩,以此来满足车主随时随地充电的需求。即使部分充电桩的使用率不太高,但桩安装在车位旁边也占用不了很多的公共资源。至于充电桩是直流多、还是交流多,充电时常是半小时、还是两小时,这些对车主来说都不是消费痛点——如何让车主更便捷、更便宜地充电,才是目前充电桩、乃至电动车市场推广缓慢的症结。pinesmc

而Howard持“保守态度”,他觉得要分开交流桩和直流桩来讨论。直流充电桩如果能做到类似燃油的加油速度,譬如10分钟能完成80%充电,车主的充电焦虑就会明显减弱,届时充电桩的布局就不需要达到1:1,乃至3:1、4:1都是能被接受的。倘若未来达到1:1的车桩比,除了家用的小型充电桩之外,市面上很多的大电流直流充电桩,其实际使用率不会很高。这种情况反而会阻碍相关的企业、运营单位进一步布局充电桩的动力。因为只有使用率高,他们才能获得实际的收益。至于交流充电桩的话,如果每一个停车位都能装一个,就可以利用停车的闲暇时光来充电,这确实是一个很好的充电模式。pinesmc

宋工则补充道:“我觉得不需要太关注桩的数量,而是关注充电实际流程。家用充电桩有需要的就得配齐,因为如果每个小区、社区都能快速普及的话,更多车主会选择在家充电。而直流充电就成为临时的补电方式。目前直流充电桩的功率还不是很大,未来chaoji充电得到普及之后,直流充电桩的建设数量约等于现在的普通加油站数量,就足够车主用来临时补电了。”pinesmc

看点3:如何补齐充电桩的安全短板?pinesmc

近年来随着充电桩使用日益普遍,充电安全事故也被不断报道,包括但不限于自燃、雷击、漏电等危险情况。pinesmc

从测试的角度来看,宋工指出,无论是直流桩、还是交流桩,目前的安全性能测试已经十分完善,而且充电时会有安全交互的器件保护,所以总体来说比较安全。而新闻报道中的充电安全问题,他认为多数是汽车电池出问题,例如电池老化、电池BMH不完善等。尤其是自燃的报道案例,更多定位是电池造成的自燃,而不是桩造成的,所以目前充电桩的安全可靠性还是非常高的。pinesmc

Howard指出,漏电问题需要提高警惕。因为充电桩是大电流高压设备,人体是可以直接接触到设备的,所以一方面要在做产品设计的时候,考虑隔离等级和隔离强度,通过芯片级的解决方案来实现加强阻燃;另一方面可以在安装过程中,通过额外安装的安全检测模块,来保障整个充电桩的安全性。pinesmc

除了从产品性能、测试两方面加强安全防护以外,师傅到家还从实际的充电场景建设中做好充足准备。例如在封闭场所加上烟感、气感的传感器;又例如在两轮充电雨棚上安装干粉灭火器等等,以此帮助物业、社区在具体应用场景里尽早地发现安全风险、尽快地灭绝安全隐患。pinesmc

看点4:充电桩的大规模铺设,是否会对电网造成大的影响?pinesmc

针对这一问题,三位专家讲师均一致认为,直流桩可能有影响,因为它是直接连通电网取电;但交流桩影响不大。pinesmc

值得一提的是,V2G(Vehicle-to-grid)模式被三位专家一致看好。即是未来可以在电价低的时候给汽车充电,如果车里的电没有用完,又可以在电价高的时候反馈给电网,车主由此收取差价。只要该差价够大,那大量的电动汽车就可以成为电网削峰填谷的储能设备。目前国内已有相关运行试点。pinesmc

据Howard观察,未来直流充电站可能会引入一些光伏、储能的设备,如果日照比较长,可以通过光伏发电直接给汽车充电,同时储能电池也会保持一定电量。当电动车充电需求很大的时候,可以通过释放储能电池的电,来给汽车进行充电,以此来减小电网的压力。当汽车充电需求减少了,电网可以将光伏、电网给储能电池回充电,这样就均衡了一天不同时间段对充电需求的负载,避免了时大时小的负载压力。pinesmc

看点5:如何才能更好更快地推动充电桩普及?pinesmc

宋杰以自己的真实案例来呼吁:“请大家不要对充电桩‘妖魔化’,其实它的市场成熟度已经蛮高了。我最近都是驾驶电动车频繁出差,甚至有感觉已经‘回不到’燃油车了。”pinesmc

所以在推广层面,宋杰提出三个建议:一是政府层面的持续引导,无论是新建桩,还是新能源汽车,可能会有一些相应的补贴,或者降价、免费赠送等模式。二是要有试乘试驾的氛围,无论是车企、还是充电桩的运营方,多鼓励消费者来踊跃尝试,采用更多方法让消费者知道新能源汽车是一个很不错的新事物。三是消费者自身观点的改变,要勇于尝试新鲜事物,助力未来的低碳社会建设。这样才能让新能源产业链快速成长起来。pinesmc

宋工也认同,国家相应的政策扶持是必不可少的。比如小区里每个停车位都普及交流充电桩,而直流桩要在重点区域上持续做规划。目前在南京一带来看,直流桩的普及并不高,交流桩在小区申请安装的难度还是比较大的。pinesmc

Howard也认同并补充:“新能源汽车对比燃油车最大的短板是里程焦虑,比如跑高速、跑长途。我们肯定希望高速公路附近有比较密集的直流充电站,这样我们才能将新能源汽车开上高速,否则大家担心跑到一半没电了,处理起来非常困难。所以呼吁国家在高速公路上,无论是现有的停产场,还是新建的停产区域,都要加快高速充电站的建设规划。”pinesmc

直播预告

第二场“新基建”应用系列直播将在2021年7月23日开播,届时将关注工业物联网领域,欢迎各位业者同仁持续关注、提前报名!报名传送门pinesmc

原创
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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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