研究：新能源汽车充电设施产业链

一、充电设施技术及标准

(一)充电站发展趋势

随着新能源汽车的逐步推广和产业化以及新能源汽车技术的日益发展，新能源汽车对充电站的技术要求体现了一致的趋势，要求充电站具有相应的发展目标：

1、充电快速化

目前新能源汽车用锂离子动力蓄电池仍然存在着比能量低、一次充电续驶里程短的问题。因此，在目前动力电池不能直接提供更多续驶里程的情况下，如果能够实现电池充电快速化，从某种意义上也就解决了电动汽车续驶里程短这个致命弱点。

2、充电通用化

在多种类型蓄电池、多种电压等级共存的市场背景下，用于公共场所的充电装置必须具有适应多种类型蓄电池系统和适应各种电压等级的能力，即充电系统需要具有充电广泛性，具备多种类型蓄电池的充电控制算法，可与各类电动汽车上的不同蓄电池系统实现充电特性匹配，能够针对不同的电池进行充电。因此，在电动汽车商业化的早期，就应该制定相关政策措施，规范公共场所用充电装置与电动汽车的充电接口、充电规范和接口协议等。

3、充电智能化

制约电动汽车发展及普及的最关键问题之一，是储能电池的性能和应用水平。优化电池智能化充电方法的目标是要实现无损电池的充电，监控电池的放电状态，避免过放电现象，从而达到延长电池的使用寿命和节能的目的。充电智能化的应用技术发展主要体现在以下方面：

●优化的、智能充电技术和充电机、充电站；

●电池电量的计算、指导和智能化管理；

●电池故障的自动诊断和维护技术等。

4、电能转换高效化

电动汽车的能耗指标与其运行能源费紧密相关。降低电动汽车的运行能耗，提高其经济性，是推动电动汽车产业化的关键因素之一。对于充电站，从电能转换效率和建造成本上考虑，应优先选择具有电能转换效率高，建造成本低等诸多优点的充电装置。

5、充电集成化

本着子系统小型化和多功能化的要求，以及电池可靠性和稳定性要求的提高，充电系统将和电动汽车能量管理系统集成为一个整体，集成传输晶体管、电流检测和反向放电保护等功能，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，从而为电动汽车其余部件节约出布置空间，大大降低系统成本，并可优化充电效果，延长电池寿命。

经过几年的技术及应用的积累，国内的充电设备技术已达到大规模普及的条件，技术已不再成为行业发展的壁垒。

(二)充电设备的种类、应用

充电技术包括车载便携充电器、交流充电以及直流充电：(1)车载便携充电器：连接普通家用 220V 插座，低功率，充电时间较长，一般仅作为应急备用设备；(2)家用交流充电桩：供电动汽车车主私人使用，由电动汽车制造商配套安装在家庭住宅停车位；(3)公用交流/直流充电桩：在公用停车场等，由充电桩运营商负责运营，为电动汽车提供充电服务；(4)直流充电站：即“快充”，特点是充电功率大，充电时间较短，一般按照城市规划建设，功率通常在 60kW以上。

一般意义上的充电设备指充电桩，分为交流充电桩和直流充电桩两类。(注：本报告不讨论无线充电，该领域分析请关注本微信公众号后续的研究报告)

交流充电桩，俗称就是“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(即固定安装在电动汽车上的充电机)提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用的。交流充电桩提供单或双路220VAC/380VAC输出接口，交流充电桩的输出功率一般在5KW(220VAC)/20KW(380VAC)，但真正的充电功率是受车载充电机的制约的，一般小型电动汽车的车载充电功率在2-3KW之间。为40KWh左右的电动汽车充电，交流充电桩家庭用户较多。

直流充电桩，俗称就是“快充”，它是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率50Hz，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。直流充电桩充电速度远远快于交流充电桩，主要应用于高速公路、城市干道、办公楼、商场等对充电速度有较高要求的场所。

国内电动汽车充电硬件接口除特斯拉外，其他车型充电接口已经统一，交流充电接口为7孔，直流充电接口为9孔。

 直流充电桩和交流充电桩充电原理及插头示意图

(三)相关标准不断完善

目前，我国已基本建立充电基础设施标准体系，包括术语、动力电池箱、充电系统及备、充换电接口、换电系统及设备、充/换电站及服务网络、建设与运行、附加设备等8个部分，58项标准。

新标准对充电接口和通信协议进行了全面系统的规范，为充电设施质量保证体系提供了技术保障，确保了电动汽车与充电设施的互联互通，避免了市场的无序发展和充电“孤岛”，有利于降低因不兼容而造成的社会资源浪费，对促进电动汽车产业政策落地，增强购买使用电动汽车消费信心将起到积极的促进作用。

2015 年 12 月，国家质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门发布新国标，全面提升了充电的安全性与兼容性，对充电桩产业的规范发展奠定基石。

二、充电领域政策及补贴

(一)国家层面

截至2016年6月，国家共出台新能源汽车相关政策30项，其中充电设施相关政策4项。

2015年11月，国家发改委发布了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》，明确提出到2020年，全国将新增集中式充换电站1.2万座，分散式充电桩480万个，以满足全国500万辆电动汽车充电需求。

2016 年1月，财政部、工信部、发改委、能源局联合下发《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》，未来各地方政府将继续安排资金对充电基础设施建设、运营给予奖励补贴。

(二)地方层面

2016年以来，地方层面的充电设施补贴陆续出台并实施。截至2016年8月29日，全国共有北京、上海、广州、中山、惠州、重庆、山东、青岛、潍坊、河北、石家庄、衡水、山西、运城、泸州、安徽、安庆、滁州、铜陵、淮北、天津滨海、武清、浙江、金华、温州、许昌、郑州、成都、杭州、合肥、广西、柳州、云南、青海、江西、陕西、湖南、福建、甘肃、海南等14省26市出台电动汽车充电规划或补贴，而新疆、哈尔滨、贵阳、西安、烟台、文昌、沈阳、海口、河南、江苏等10个省市自治区的充电规划或补贴在其新能源汽车推广方案(指导意见)中均有提及。

在电动汽车充电设施补贴方面，共有北京、上海、广州、惠州、成都、西安、合肥、沈阳、西安、海口、甘肃、江苏11省市明确充电设施补贴标准，其中仅有上海、广州、成都、甘肃四省市出台了电动汽车充电补贴细则。

三、充电设施市场规模及空间

2015年，中国新能源汽车产量达到37.9万辆，呈爆发式增长态势，然而充电基础设施建设远远落后。截至2015年底，国内已建成的充换电站3600座，公共充电桩4.9万个，车桩比大约为9：1，按照新能源汽车与充电桩1：1的标准配置来看，充电基础设施建设缺口巨大。

国家能源局数据显示，截止2016年6月底，全国已建成公共充电桩8.1万个，比去年底增长65%；随车建成私人充电桩超过5万个，比去年底增长约12%。2016年1-6月全国新能源汽车充电量超过6亿千瓦时，替代燃油约20万吨，电动汽车的发展对能源结构调整和城市环境提升贡献明显。

根据国家规划，到2020年建成1.2万个集中式充电站，480万个分散式充电桩，以满足全国500万辆电动汽车的充电要求。假设 1.2 万座充换电站全部由 10 台 100kW 直流充电桩构成，充电设备占充电站总投入 30%，480 万个散式充电桩为 7kW 交流充电桩，按照直流充电桩 1元/W、交流充电桩 0.35/W 的市场价格，充电设施市场空间将超过450亿元。

四、充电站投资主体

我国充电设施投资主体主要有国网、南网、普天，其中国家电网作为落实国家新能源汽车战略的主要实施者，近年来在充电设施建设领域始终保持行业主导地位。2015年，国家电网共完成充电设备招标容量90万KW，较 2014 年同比增长超 800%；2016年上半年，国家电网两次招标总容量达到 92.5 万 kW，超过国网2015 年全年招标总量。

五、充电设施运营模式情况

我国新能源汽车从2005年开始初见端倪，同时充电设施建设也开始从无到有，充换电站的运营模式也不断创新。由起步阶段的“换电为主、充电为辅”到目前以充电为主的模式，从趋势来看，未来充电模式将成为行业主流的商业模式。

随着“十三五”的推进，充电设施市场正在进入市场启动期，主流厂商逐步确立，商业模式日益清晰，产业链分工进一步明确；2020年，我国充电设施市场有望进入高速发展期，行业进入门槛将显著提升或出现垄断现象，行业盈利水平将保持稳定。

图表 7 我国电动汽车充换电业务模式发展趋势

盈利模式方面，目前国内充电桩可见盈利模式仍以收取充电费用的单一方式为主，且受设备利用率较低等影响，盈利能力极低。以一座包括10台100kW直流充电桩的充电站为例，在 30%建设补贴的情况下总投资约为 326.7 万元，若每日累计充电时长为 5 小时，充电桩使用率为50%，则该充电站设备使用率为10.4%，计算可得该充电站内部收益率为 12%，而设备使用率的提高将显著提高充电站经营水平。

充电设备利用率与充电站内部收益率之间的关系

目前国内充电站建设不含征地费用的投资在300万元至700万元之间，同时还要考虑增建发电厂、改造变电站等配套设施。由于充电站直充模式下电动车需要较长时间的等待，这就决定了充电站的占地面积要比普通加油站要大，以便停下更多的车。而在寸土寸金的城市交通节点处的征地成本可能会非常高。为同样数量的电动车充电所占用的面积比为普通汽车加油所占的面积要大5倍以上。在目前阶段，新能源汽车保有量不足的情况下，充电站实际运营过程中很难盈利，这也是目前充电站建设低于预期的重要原因。

总体来看，受益于新能源汽车市场的快速发展，未来几年将是充电设施建设的高峰期，但商业模式还处于探索阶段，对参与企业而言(充电设施产业链企业将会在后续报告中分析)，有较大的不确定性。在设备行业，新进入者大多跨行，窥探新能源汽车行业的丰厚利润，未来企业的竞争更加激烈。但从产业战略层面来讲，商业模式的选择比虚假的市场繁荣更为重要，因此我们预计在充电设施行业，企业数量由少到多，再出现整合的发展规律。