新能源汽车充电系统_新能源汽车充电系统的组成
好久不见了，今天我想和大家探讨一下关于“新能源汽车充电系统”的话题。如果你对这个领域还不太熟悉，那么这篇文章就是为你准备的，让我们一起来探索其中的奥秘吧。
1.汽车充电系统发展前景怎样?
2.电动汽车充电系统都有哪几种？
3.新能源汽车的无线充电，即将问世
汽车充电系统发展前景怎样?
汽车充电系统发展前景：2019年3月发布的《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》要求：地方财政补贴对象由车辆购置改为充电基础设施。充电桩有望迎来新一轮建设高潮。充电桩行业现状如何？驱动力和阻碍何在？未来又将趋向何方？
一、充电桩是为电动汽车提供交/直流电的充电装置
充电桩功能类似于加油站里面的加油机，其输入端与交流电网相连接，输出端通过充电插头为电动汽车电池充电。充电桩安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场，可以固定于地面或墙壁。
交流桩通过车载充电机充电，输出功率一般为7kw，单桩制造成本仅为800-1200元，但充电时长8-15小时；直流桩直接为电池充电，功率在60kw以上，满电状态仅需20-150分钟，但单桩制造成本约5万元，且会对电池造成损伤。
二、中国充电桩行业发展现状分析
2018年11月，发改委、国家能源部等四部委联合发布了《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》，《计划》中指出力争用3年时间大幅提升充电技术水平，提高充电设施产品质量，加快完善充电标准体系，全面优化充电设施布局，显著增强充电网络互联互通能力，快速升级充电运营服务品质，进一步优化充电基础设施发展环境和产业格局。
据前瞻产业研究院发布的《中国电动汽车充电桩行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2012-2018年，我国电动汽车充电桩数量处于逐年增长趋势，2012年我国电动汽车充电桩数量仅仅达1.8万台，2016年后进入爆发式增长期，我国电动汽车充电桩数量达到14.1万台。到了2017年我国电动汽车充电桩数量增长超20万台。截止至2018年全国充电桩数量为29.9万台，同比增长39.72%。进入2019年3月，联盟内成员单位总计上报公共类充电桩38.4万台，其中交流充电桩21.9万台、直流充电桩16.4万台、交直流一体充电桩0.05万台。随着新能源汽车普及度的提高，未来电动汽车充电桩将会有不错的发展前景。
2012-2019年3月我国电动汽车充电桩数量统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
2020年末公共桩有望突破50万个——根据《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》，2020年全国电动公务车和乘用车将超430万台，2015-2020年规划新增分散式公共充电桩50万个。2019年3月末全国公共桩保有量38.4万个，每月平均新增公共桩约8000个，且2019年版电动汽车推广的地方财政补贴对象将从车辆购置转为充电设施建设运营，这将有助于提速公共桩建设，预计2020年末公共桩保有量有望突破50万个规划目标。
三、市场需求、行业政策和标准统一共同助力充电桩行业高增长
1、从市场需求看，2018年下半年至今新能源汽车逆势高增长，2020年产销量预计超200万辆，新能源汽车强劲增长为充电桩行业增长提供内生动力。
2、从行业政策看，2020年我国规划建成充电桩480万个，充电桩配建要求和建设运营补贴充分保障充电桩规划实施，2019年新能源汽车推广补贴方案明确要求地方补贴对象从车辆购置转为充电设施建设运营。从国家标准看，2015年版国标已实现充电桩兼容性，互联互通夯实增长基础。
四、公共桩缺乏成熟商业模式，私人桩难进社区是充电桩行业主要挑战
1、从公共桩看，根据充电桩全生命周期盈利模型，在充电服务费为0.6-0.8元(国内普遍收费标准)、设备使用年限为8年情景下，对应交/直流桩盈亏平衡点使用率为6.3-8.4%和3.1-4.2%。目前全国公共桩平均使用率为4%，北京、上海更是低至1.3%，公共桩建设运营全生命周期普遍亏损。
2、从私人桩看，老旧小区无固定车位使私人桩无处安装，存量商品房小区物业往往以变压器容量不足、安全隐患为由拒绝业主安装充电桩。
五、充电运营商：国资巨头、民营设备生产商和整车企业是主要玩家，行业格局初步形成
公共桩产业链可分为硬件、运营、解决方案三大环节，运营是核心环节。上游制造商负责充电设备和配电设备制造，中游运营商负责充电桩和充电站的搭建和运营，下游解决方案商提供位置服务、付费和运营管理解决方案。上游硬件技术门槛低，市场充分竞争拉低利润率。中游建设运营会产生大量资本开支，需要一定资金实力，且车位选址、布线改造和运营管理具有一定难度，因此是产业链核心环节。目前充电桩产业链上中下游角色存在重合，一些硬件制造商也涉及建桩运营业务。
公共桩运营领域主要玩家包括国资巨头、民营电力设备生产商和整车企业。国资巨头运营商有国家电网、普天新能源、南方电网，其中国家电网、南方电网本身以电网基础设施为主业，普天新能源则依托于中国普天的央企资源进行发展；民营电力设备商背景的运营商有特来电、星星充电、深圳车电网、云杉智慧、万马等，其母公司大多以充电桩制造为主业，顺势涉足下游充电桩运营以打通全产业链；整车企业旗下运营商包括上汽安悦、比亚迪、特斯拉等，其搭建公共充电桩旨在提升电动汽车使用便利性和品牌形象，助力汽车销售。
充电桩运营市场高度集中，公共充电桩运营市场中CR3为75.3%。截止2019年3月，特来电、国网公司和星星充电旗下运营的充电桩分别达到了12.4万、8.7万和7.7万个，位居公共桩运营商前三位。其中特来电和星星充电等民营设备运营商凭借“自建+托管”打法后发制人，迅速做大公共桩规模。目前充电桩运营商市场集中度高，2019年3月特来电、国网公司和星星充电市占率达75.3%，特来电充电桩的投建及上线运营数量均居全国第一，市占率32.4%。
公共桩投资建设速度开始分化。从建设速度看，国网公司、星星充电、依威能源继续保持较快增长，而特来电、普天新能源以及车企运营商逐步放缓投建速度，进入优化布局阶段。
2019年3月中国第一梯队运营企业公共充电桩数量统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
六、中国充电桩行业发展趋势分析：“智慧慢充桩+大功率快充站”充电设施体系是行业未来走向
1、交流桩仍是电动汽车最主要充电方式，引入智慧充电系统有望破解电网负荷不足问题。住宅小区以及工作、娱乐和消费场所是交流桩主要落地场景，智慧充电系统通过有序充电和调整功率实现错峰充电，在电力不扩容的情况下实现“一车一桩”的电力配置。
2、直流快充站满足临时性、应急性充电需求，大功率充电是其关键支撑技术。大功率充电技术可实现“充电10-15分钟、续航300公里”，充电便利性有望比肩燃油车加油。
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电动汽车充电系统都有哪几种？
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1、整流电路
整流电路由交流整流滤波、直流(DC)一直流(DC)变换（高频变换）器等元器件组成，其作用是从单相或三相交流电网取得交流电，并将其转换为符合要求的直流电。
2、调整控制及保护电路
调整控制电路采用PWM脉宽调制电路，包括输出采样、信号放大、控制调节、基准比较等单元，其作用是对输出电压进行检测和取样，并与基准定值进行比较，从而控制高频开关功率管的开关时间比例，达到调节输出电压的目的。
3、功率因数校正网络
功率因数校正网络是充电机的重要组成部件，其功能是通过控制过程，使输入电流波形跟踪正弦基波电流，且相位与输入电压同相，以保持输出电压稳定和功率因数接近于1。0。
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新能源汽车的无线充电，即将问世
1、家庭充电方式直接从低压照明电路取电，充电功率较小，由220V/16A规格的标准电网电源供电。典型的充电时间为8～10h。这种充电方式对电网没有特殊要求，只要能够满足照明要求的供电质量就能够使用。
2、小型充电站
小型充电站是电动汽车的一种最重要的充电方式，充电桩设置在街边、超市、办公楼、停车场等处。电动汽车驾驶员只需将车停靠在充电站指定的位置上，接上电线即可开始充电,计费方式一般是刷卡，充电功率一般在5～10kW,其典型的充电时间是：补电1～2h,充满5～8h。
3、快速充电
直流电动汽车充电站，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
4、电动汽车无线充电方式
近几年国外的研究成果，其原理就像在车里使用的移动电话———将电能转换成一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或微波束，在汽车顶上安装一个专用天线接收即可。 有了无线充电技术，公路上行驶的电动汽车或双能源汽车可通过安装在电线杆或其它高层建筑上的发射器快速补充电能。电费将从汽车上安装的预付卡中扣除。
5、移动式充电方式
索瑞德直流便携移动式充电机由智能高效模块，主控单元，人机交互界面，充电接口，计量与计费单元，通讯接口等部分组成小型便携并多功能直流充电机；友好的人机交界面方便用户的操作使用，模块化设计方便对设备进行的扩容和维护；支持全自动充电模式；
便携移动式直流充电机抗震能力强，保护功能齐全，适用恶劣的户外移动环境与应急需求;方便客户快速应急与测试补充电能的场所，同时有效弥补因为与各类充电桩软件兼容问题而引起的无法充电问题。
如今大部分的手机，都支持了无线充电。只需要把手机放在无线充电板上，即可进行充电。虽然无线充电的速度是要比有线偏慢的，但无线充电在一定程度上是要更为简单快捷的。如果把这项技术使用到我们的新能源汽车上，是不是特别有意思呢?近期，国家标准管理委员会就发布了关于电动汽车无线充电的四项国家标准。主要是规范了电动汽车无线充电系统在公共和私人应用领域上的一些技术要求，性能要求，功能要求，安全要求等等。
而蔚来，就已经在今年4月16日申请了车辆无线充电系统的国家专利。这套系统主要是包括了充电发射装置、充电接收装置、第一驱动装置、第二驱动装置、控制装置、车辆采集装置。
目前国内外采用的无线充电方式，均是在车辆底盘安装一个能量接收装置，在地面安装一个能量发射装置，通过一定频率的交变电流产生交变磁场。整体原理和手机无线充电相似。但实际上，这种传输方式效率偏低，而且成本较高，更为重要的是磁场会对车内的环形导体产生环形电流。而在蔚来的专利信息中显示，其发明的无线充电系统，能够有效的减少环形导体产生的环形电流。至于效果究竟如何，我们还不得而知。
用过手机无线充电的朋友都应该知道，手机无线充电会导致手机发热，以至于很多朋友并不喜欢使用无线充电。其实这是因为在无线充电系统运行过程，各类损耗会以热量的形式耗散。汽车无线充电的大功率更是如此，在系统可接触的部分，较高的温度轻则烫伤小猫小狗，重则引燃落叶枯枝。特别是在汽车接收线圈没有完全对准地面充电发射模块的情况下，无线充电的发热现象会更为严重。另外还有电磁辐射安全问题也是一个重大的考验，无线充电系统工作时，电场强度和磁感应强度是否安全。特别是在大型停车场，几百台无线充电系统同时工作会怎么样？
除了这些问题，无线充电还面临着一个成本过高的问题。目前上汽荣威，北汽新能源，比亚迪等等主流车企也都在对电动汽车无线充电进行研发测试。虽然目前国内还没有一款支持无线充电的量产车型，但我觉得应该是快来了。无线充电是未来无人驾驶的一个重要必备条件，想象一下，未来我们可以坐着车抵达目的地后就下车，而车辆自己会停放到车位里面去并且自动充电，准备下一次的出行。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
好了，今天关于“新能源汽车充电系统”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“新能源汽车充电系统”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。