在全球资源、环境、人口增长与经济发展的矛盾日趋尖锐，在坚持物质文明发展的同时也要谋求建立人与自然协调发展的新模式。各国均作出调整产业体系，提高能源利用效率的举措。为了加强对空气污染的控制及减少能源消耗，推行城市低碳发展策略，住建部下发了建规「2015」199号文—关于加强城市电动汽车充电设施规划建设工作的通知，相关的指导意见、财政补贴及建设管理规范陆续推出。发展电动汽车行业是国家新能源战略的重要方向，建设完善的充电设施是实现电动汽车产业化的前提，充电设施的建设与电动汽车的发展相辅相成，相互促进。

  目前，电动汽车能源供给主要有两种模式：自充电模式及换电池模式。这两种模式在国际上已得到不同程度的尝试和应用，其中对自充电模式的研究、试验相对较多，换电池模式近年来也开始得到关注。自充电模式具体又包括常规充电和快充两种类型，下文将简要阐述自充电模式下充电桩的概念及类型。

  电动汽车充电桩主要由桩体、电气模块、计量模块等部分所组成，具有电能计量、计费、通信、控制等功能。

  充电桩根据不同的电压等级为对应的电动汽车充电。充电桩充电原理是蓄电池放电后,用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池,使它恢复工作上的能力,这样的一个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时,电池正极与电源正极相联,电池负极与电源负极相联,充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电桩大致上可以分为直流充电桩与交流充电桩，直流充电桩俗称就是“快充”，主要是通过电力电子有关技术对交流电进行变压、整流、逆变、滤波等处理，最终得到直流输出，提供足够的功率直接对电动汽车电池进行充电，输出的电压和电流调整范围大，能轻松实现快充的要求，交流充电桩俗称就是“慢充”是利用标准的充电接口与交流电网连接，通过传导为车载充电机给电动汽车电池提供交流电源的充电装置。

  简单来讲，由于锂电池必须由直流电充电，直流充电桩可直接完成电能从交流到直流的变换，而交流充电桩需在电动汽车的车载充电器上完成的这一转变过程，受制于车载充电器的大小，功率一般较小，充电速度较慢。同等电量直流充电时长约为1小时左右，而交流充电则需要6-7小时完成等量充电。随着充电技术的发展，在普通交直流电充电桩的基础上还有无线充电技术、 电池更换技术、 充电堆技术等。

  充电桩APP是能源汽车车主必不可少的软件，APP软件有效提升了使用者寻找充电桩、使用充电桩的效率：

  充电桩的建设形式有两种，充电桩集中建设，数量较多，专业技术人员来维护、管理充电桩的运营，另一种是分散式建设，即固定地点独立安装一个或几个私人用充电桩，这种建设形式使充电桩分布范围广，维护巡检成本较高。

  充电桩的数量日益增多，未来可达到百万，充电桩运行时，通过CAN（Controller Area Network）总线与后台管理系统来进行组网通信，管理系统集充电桩实时运行状态监控、计费管理、故障报告、运维管理、APP运营管理、数据收集、权限管理于一体，可对多个网点进行分层管理，直观显示网点的充电桩分布情况与运作情况，查看后台全部统计数据，包含收入概况、预约概况、通电率、预约率、空余充电桩数量、故障率、故障设备数量、充电桩总数、后台总收入及会员数量等信息。既满足管理者所有运维需求，也为管理运营减少相关成本，同时可提供其他增值服务，以此来实现网络化、智能化的管理模式。

  全球新能源汽车市场加快速度进行发展，充电桩需求也大幅度的提高，全球市场各国纷纷出台有关政策，国际能源机构（IEA）的最新报告数据显示到 2030 年全球电动汽车保有量将达 1.25 亿台，充电装的安装数量随之提升。目前新能源汽车的主要市场集中在美国、法国、德国、挪威、中国和日本，基于充电桩分布、市场情况和运营模式三个维度，简要介绍美国、日本、德国、中国在充电桩领域的现状。

  在美国，电动车的销量已占全球的45%。全美近几年来，联邦政府一直在联合科研机构和汽车厂商开展相关研究，并投资了一系列电动汽车充电基础设施的规划项目，电动汽车产业已基本进入商业化运营阶段。美国可替代能源网站公布的可替代能源站点分布图，这些可替代能源包括生物柴油、氢丙烷等，其中绿色图表为充电桩分布示意，从图中可知充电桩不仅布置于人口密集的城市中，同样布置于州际高速公路，为长途驾驶的电动汽车提供快速补电服务，充电设施已基本覆盖全美。

  车主能通过手机App来寻找附近空闲的充电桩，数量上则相对集中分布在加利福尼亚州、伊利诺伊州以及纽约州三地。而电动汽车充电设施的分布方式主要是结合露天或室内停车场安装，实现停车、充电一体化。根据国际能源机构（IEA）的测算，美国充电基础设施主要分布在东部和西部的沿海地区。

  在国家政策方面，美国主要是以减免税收和政策扶持为主，对于安装电动汽车充电桩的个人消费者采及企业均享受响应比例的减税费用，在此政策的激励下，美国私人充电桩数量占比较大。运营模式包括商业化、私有化、市场操作、品牌充电网络运营等，预计到2020年底，美国电动车充电桩营收有望接近3亿美元。目前，这一领域主要由ChargePoint、EV Connect、EVgo以及SemaConnect四家公司主导。

  日本充电桩的建设以政府的资产金额的投入、支持研发技术创新及车企投资的形式为主，全国包括家用充电桩在内的数量已经堪比加油站的数量。日本的充电基础设施主要有两大参与主体：一种原因是代表日本充电行业的CHAdeMO体系，是由众多经过CHAdeMO第三方认证的充电设备生产商组成，另一方是由丰田、日产、本田、三菱等四家本土汽车生产企业与日本政策投资银行共同出资设立的日本充电服务公司（NCS），日本充电服务公司主动承担起在充电桩的安装成本和近几年的免费保修。此外，由于日本的私人住宅较难建设充电桩，更多通过公共充电桩进行充电，因此日本的公共充电桩利用率较高，日本便利店例如全家、罗森等也同样加快充电设施的建设，通过充电桩的安装以增加客流量，最终达成共赢。

  日本政府现在要做的是打消人们对充电设施不足的担心。要让充电桩像加油站一样普及，目的是为电动汽车驾驶员提供一个更便利有效的充电网络。上图是NCS（日本充电服务公司）官网充电桩地图，以东京地区为例，可看到充电桩的设置数量已经遍布市区和主要公路。用户通过APP可以查找周边不一样的种类的充电桩，APP显示充电站运营商及其电压、充电的费用和允许充电的时间，还能够正常的看到充电接口的图片，充电桩地点大多安装在停车场或者汽车店、便利店及旅游景点等地。

  日本充电桩付费多使用充电卡，充电卡由汽车制造商和NCS（日本充电服务公司）发行，充电卡大多数都会跟随电动车赠送给车主，也可以去它们的官网上申请，充电卡多是绑定银行卡或者信用卡的，采用月会费制，分为普通充电卡、快充卡、普通和快速兼用充电卡三种类型，不一样收费不同。由于日本的资源非常匮乏，为全力发展新能源汽车，许多商场停车楼的充电桩是免费的。

  德国政府正在努力推广电动车并且出台一系列扶持政策。此前德国政府预计在2020年将电动车发展到100万辆（下图左图），预计将建立70,000个慢充点（交流充电点）和7,100个快充点（直流充电点），直到2018年初，距离100万辆的目标还有很远的距离，下图右图则显示了德国累计的电动汽车新注册情况。2018年4月累计新注册的电动汽车达到155,158辆，其中53％是纯电动汽车，以上数据源自德国汽车工业协会官网资料。

  据德国汽车工业协会不完全统计德国已建成充电桩总量在1.3万个左右，其中约600个是快充点。除了公共区域的充电站外，德国汽车工业协会每半年还会调查统计私人场地的充电点位数量。

  目前德国8大充电运营商市场覆盖为76%，其中三家分别为Innogy,EnBW和EWALD,市场覆盖在50%以上，三家公司的主要背景为科技公司、电力企业。德国政府补贴政策每半年会结合实际市场发展调整，侧重与补贴大功率充电设施为主。德国主流充电桩APP由德国PlugSurfing公司提供服务，欧洲主流的APP是Chargemap，用户可通过APP定位覆盖区域的充电桩，制定出行路线提前预约充电，德国主要充电与日本相似，使用通用的充电卡或充电钥匙，仅需关联上一张银行卡或者信用卡就行，充电收取的费用会直接从卡上划走。

  中国是目前世界上充电基础设施政策支持全面、政策力度最好国家，政策涵盖充电基础设施建设、电力接入、充电设施运营等多个角度。在政策和市场的双重作用下，中国充电桩产业高质量发展获得加快速度进行发展，已形成较好的产业基础。社会资本的介入增强了产业活力，形成了国有、民营、混合所有制并存的产业格局，中国充电联盟最新发布的多个方面数据显示,截至2018年6月,总计上报公共类充电桩271751个,其中交流充电桩119445个、直流充电桩87956个、交直流一体充电桩64350个。目前我们国家新能源汽车保有量持续增长，对充电桩需求还在扩大。国内充电桩市场中， 拥有公共类充电桩数量排名前十的省市为北京、上海、广东、江苏、山东、浙江、天津、河北、安徽以及湖北，集中在以上城市主要有三大原因：经济发达地区充电桩数量较多；大城市限牌的情况下，电动汽车的销量会随之增加，从而带动充电桩数量提升；对新能源汽车的补贴和充电桩建设的支持力度远大于其他城市。

  中国充电桩的产业链大致上可以分为：设备生产商和充电运营商。充电桩设备本身并没有太高的技术上的含金量，标准统一。竞争差异大多数表现在所生产设备的稳定性、成本的控制、品牌口碑等方面。充电桩基本盈利模式：服务费、电力差价、增值服务及国家补贴。充电桩建设运营模式：

  混合模式：由政府参与扶持，企业负责建设，能使政府和企业产生互补，更快推进产业发展。

  目前在政府持续给予行业支持的情况下，同时相关组织、企业积极整合行业标准，将会加速充电桩整体规划向城市与骨干高速公路网相结合的城际快充网络的建成。

  目前AppStore及Android市场中的充电软件至少有30款以上，这些APP有详细的充电桩覆盖页面、充电桩位置及状态信息、导航及第三方服务功能，支付方式能通过扫二位码使用支付宝、微信支付，银行卡、Apple Pay等方式也可进行付费。

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