新能源汽车充电设施互联互通到底难在哪儿?

北极星智能电网在线 2018-06-19 14:37:48
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  新能源汽车是“新经济”在工业领域的标志性行业,发展新能源汽车是汽车产业转型升级和建设汽车强国的必由之路,也是培育经济新动能和实现绿色发展的重要途径。

  在一系列支持政策和各方共同努力下,我国新能源汽车产业快速发展。截止到2015年底,全国39个新能源汽车推广应用城市(区域)累计推广应用新能源汽车总量达到383285辆,建设充电桩约4.9万个。

  但由于新能源汽车和充电设施之间缺乏必要的互联互通,将直接导致新能源汽车企业的市场化进程受阻、充电基础设施运营企业重复建设、充电安全性及可靠性不能得到保障等。

长三角地区充电基础设施现状

(一)充电基础设施建设情况

  据统计,到2015年底,上海已建设各类充电桩2.17万个,其中住宅区建设的私人充电桩超过16500个,机关、企事业单位专用充电桩约3200个,公交、物流专用桩约800个,社会公用充电桩约1200个。

  江苏省2013—2015年共建各类充换电站700多个,各类交直流电桩12211个。其中,其中直流快充桩8897个、交流充电桩3314个。

  合肥市已建设充电桩5919个,包括直流桩1495个,交流桩4424个。其中,城市公交充电站29座,充电桩565个桩,社会公共充电桩群172座,简易充电桩若干个。

  杭州市已建设充电桩3195个。其中,快充桩1389个,慢充桩1806个,711个面向公共领域的充电桩。

(二)充电基础设施互联互通情况

  越来越多的企业涉足充电基础设施运营,但运营平台多是孤立的。

  数据显示,我国充电桩从2011年的9352个,到2015年底的49437个,增长429%,吸引了大批的企业进入该领域,从新能源汽车推广伊始的国网唱独角戏到现在的百花齐放(已经超过300家相关企业)。

  在调研的14家充电基础设施运营商中,11家涉足公共领域,2家充电设施制造商也开始从事充电基础设施运营。这些企业大多拥有自主的运营平台,但运营平台之间的信息基本处于孤立状态。

  充电基础设施运营商已经开始互联互通的市场探索,但规模尚小。

  调研发现,有5家企业已经与至少另外一家运营平台进行了数据的共享,尽管共享的数量规模较小和功能还不够完善,但都认为此举将会提高充电基础设施的利用率,提高充电基础设施的经济性。如上海已经有1+7形式的“上海电动汽车充电设施企业联盟”。

  多数充电基础设施运营商对互联互通平台持支持态度,但存在担忧。

  多数企业认为,互联互通平台可在一定程度上解决新能源汽车用户充电难的问题,但也有企业担心互联互通平台抹杀自营平台的亮点,使其失去发展动力,从而仅剩下服务费可以利用。  

充电基础设施互联互通的必要性

  (一)互联互通是提高消费者体验的必要手段

  当前消费者在使用新能源汽车充电中遇到的困难主要是充电难、找桩难和支付难。

  互联互通将在硬件上解决车桩兼容问题、在软件上解决充电桩状态获取的问题、在支付方式上简化操作提高用户体验。

  上海的调研发现,消费者要想顺利使用公共充电桩,至少需要办理14张充电卡,安装近10个APP。

  (二)互联互通是解决充电设施经济性差的有效途径

  充电基础设施由于缺乏互联互通,导致企业需要大规模布点建设,造成设施重复建设、资源浪费,充电桩利用率不高,经济性较差。

  调研发现,8家充电设施运营企业的公共充电桩日均累计充电时间普遍低于3小时,最低仅为40分钟。

  (三)互联互通是加快新能源汽车推广的必要条件

  互联互通能够解决车桩有效连接、运营商和用户之间信息共享、结算体系标准化问题。便利的充电服务将增强消费者购买新能源汽车的信心。

  对于消费者,解决了不管是谁的桩,都可以充电的问题,对新能源汽车的推广具有加速作用。

  (四)互联互通是政府监管的有力支撑

  政府对新能源汽车的推广应用投入了大量财政资金,但由于产业发展迅速,配套措施没有及时跟进,出现骗补等不良现象,消弱了财政资金的支持作用。比如,上海市实行“一车一桩”政策,个人用户购买新能源汽车要拿到充电桩安装证明。4S店为了销售车辆,给用户办理假车位、充电桩安装证明,而实际上并没有安装充电桩。

  另外,我国新能源汽车安全标准体系尚未完善,企业对新能源汽车整车、电池和充电等方面安全的重视程度不够,导致新能源汽车安全事故逐年增加。

  据不完全统计,自2011年以来,我国共计发生新能源汽车安全事故32起,其中客车占19起;在这32起事故中,有20起是由自燃引起的。政府可以通过互联互通平台获知整车电池信息和充电桩运行情况,从而加强补贴政策的有效实施,减少安全事故发生的概率,保障市场稳定发展。

  (五)互联互通是国际通行做法

  重视标准化工作。

  在充电基础设施标准化方面,美国采用SAEJ1772标准,制定了交直流接口一体化的联合充电系统CCS。德国电动汽车充电基础设施的标准化主要包括:车-电网连接的标准化、充电的接入、计费和支付标准化以及充电基础设施信息安全和数据保护问题。

  集中支持重点企业。

  在电动汽车普及初期阶段,各国往往对充电基础设施进行集中支持,提高充电服务资源利用率和经济性。在美国能源部充电设施专项的支持下,美国两家充电服务商ChargePoint、Blink的份额分别达到39%和19%,合计占近60%。日本主流汽车企业、电力公司等也联合成立了国家充电服务公司,聚焦于全国范围的充电基础设施建设运营服务,即避免了充电服务资源过于分散所带来的效率低下的风险,同时也有利于全国充电基础设施互联互通的实现。

  出台认证制度。

  为保障充电基础设施标准得到贯彻实施,保证充电基础设施质量和安全,各国普遍重视充电基础设施行业的管理规范工作,其中,认证制度是非常重要的手段之一。

  美国消防协会和劳工部对充电设施进行严格的安全监管,在美国销售的充电设施必须通过强制性安全认证;

  欧洲一方面通过《替代燃料基础设施指令》等法规推动充电基础设施的兼容互通,另一方面,通过欧洲CE的安全认证,是充电设施在欧洲销售的前提条件;日本政府与CHAdeMO理事会合作,为确保充电基础设施的兼容性、安全性和可靠性,实施自愿性的充电基础设施认证制度,并且认证结果和中央财政补贴挂钩,因此其实质上也是一种变相的强制性认证。

  制定实操性文件。

  日本经产省和国土交通省制定了《纯电动和插电式混合动力汽车用充电设施建设指导手册》,并提出了充电基础设施建设“一站式服务窗口”。美国能源部、英国低排放车辆办公室也都为不同的利益相关者制定了导则和指南。这些规范性的导则、指南、指导手册等文件,在实操层面对充电基础设施建设提供了详细的指导,并引领充电基础设施建设走向深入。 

充电基础设施互联互通的可行性

  (一)经济可行性

  调研得知,13家充电基础设施服务企业中,有8家企业前期安装的充电基础设施不符合新国标的要求,改造项目主要包括软硬件更改和工程改造,改造成本在原有基础上增加普遍小于15%(最高改造成本增加40%,但改造量小,约30个),有3家企业只需进行软件升级,就能满足新国标要求,软件修改成本基本为零,经济上具有可行性。

  (二)区域可行性

  高速公路充电网络初步建立。目前高速公路充电基础设施是由国家电网规划建设,且国家电网前期参与新国标起草工作,新国标执行情况较好。高速公路服务区充电桩按照远期8个、近期4个桩的方式进行建设。上海、江苏等均有在2020年前将辖区内所有高速公路服务区建成充电站的规划,且可能提前实现。  

车辆跨区域行驶能力已具备

  从新能源汽车推广的车型参数来看,车辆已经初步具备跨区域行驶的能力。奇瑞eQ、北汽EV200、比亚迪E6等主流纯电动汽车续驶里程已经达到或者超过150km。《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》规定高速公路服务区间距不大于60km,若未来高速公路服务区全部安装充电桩,则主要车型均具备跨区域行驶的能力,基本能够满足跨省市出行需求

区域性平台统一条件已形成

  充电基础设施运营商已经开始互联互通的市场探索。调研发现,有5家企业已经与至少另外一家运营平台进行了数据的共享。同时,江苏省、安徽省、上海市也在积极筹划建立省(直辖市)级充电基础设施互联互通平台,为消费者、运营企业和行业监管提供服务。

  (三)技术可行性

  新国标提高充电安全性和兼容性。

  电动汽车充电用接口及通信协议的统一和规范,是保证电动汽车与充电基础设施互联互通的技术基础。2015年底颁布的系列充电基础设施新标准的重点之一是提升充电安全性,新增充电接口温度监控装置、电子锁装置、接触器粘连与告警、绝缘监测和电压泄放等多处技术要求,细化了直流充电车端接口安全防护措施。同时修改了接口控制引导触头和机械锁尺寸,确保控制引导的合理性。

  兼容性方面,新国标进一步细化规定,规范了充电电压的分类;对充电接口的额定电压、电流进行了规定;增加了通信版本控制,明确了充电的时序逻辑和时间定义等,保证了不同品牌车型与充电设施的互联互通。除了保持车桩的兼容性外,新标准还保持了与旧标准的兼容性。存量充电桩不符合新国标要求的,只需进行温度监控、电子锁装置等硬件改造和软件远程升级,技术上改造难度较小,具有可行性。

  企业平台具备互联互通功的基础。

  目前各企业运营平台对数据基本格式、数据类型和数据需求进行了定义,具备数据收集的能力和分析处理能力。收集数据主要包括充电桩位置、功率、充电开始、结束时间等基本信息。

  统一支付技术难度不大。

  目前充电基础设施运营商使用的支付手段,如支付宝、微信、银联、ApplePay,或者目前交通领域使用的一卡通等方式,都能够支持多家运营商共同使用,且成熟度高、快捷方便,从技术角度讲,实现充电基础设施领域支付方式的统一,难度不大。调研的11家运营企业中,有7家企业既能支持手机支付消费,也能支持实体卡消费,无论使用何种支付方式,在技术上都已经实现,技术上不存在障碍。  

充电基础设施互联互通的影响因素

  (一)企业对数据开放和支付统一存在顾虑

  互联互通平台如果要实现对充电基础设施和车辆的运营状态和安全监控,需获得整车及电池状态信息,车企担忧VIN码、行驶里程等整车信息及BMS数据上传平台后存在隐私泄露的风险,并可能被商业化利用。

  (二)检测和认证体系不完善

  由于新国标实施时间较短,充电基础设施的检测、验收等管理规范尚未形成,缺乏强制检测机制。充电基础设施的安全设计、通讯协议、电磁兼容等内容缺乏强制认证,易出现由于充电基础设施质量参差不齐导致的充电安全问题。例如,如果充电基础设施不能响应BMS充电终止指令,电池充满电之后继续充电,可能会导致过充和安全事故的发生。

  (三)跨区域跨部门建设平台协调难度大

  平台建设部门不统一。由于国家没有明确充电基础设施建设主管部门,导致各城市充电基础设施平台建设主管部门不统一。江苏省平台建设实施单位是江苏省科技厅,上海市平台建设主管单位是上海市交通委员会。并且各地均已开展充电基础设施平台规划工作,但对平台功能定义不一致。江苏省将平台作为数据收集,监控使用,不参与经营,数据不面向公众,而上海市计划将平台定义为监控、服务统一平台。平台定位不一致将导致对数据需求不一致,各地区对下一级平台数据获取存在差异。

  (四)存量充电基础设施改造存在不确定因素

  改造后车桩兼容性不确定。由于前期没有对新建桩强制审核,进入门槛较低,市场混乱。据上海电科所调研,国内市场上有生产、研发、销售资质的企业约80家,但实际上进行充电基础设施生产、研发、销售业务的已经达到600家,且产品质量参差不齐,即使充电基础设施改造后的兼容性仍存在不确定性。

  改造时间不确定。由于新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准是推荐性的,并非国家强制标准,在缺乏检测和认证制度情况下,企业是否会落实、什么时候落实充电基础设施的改造存在不确定因素。

  改造成本不确定。调研发现,有些充电基础设施企业在产品研发期间没有预留电子锁、自动断电和软件升级空间,改造成本会很高,达到40%甚至需要更换整套设备,如果各城市没有明确的改造规划,充电基础设施改造落实难度将会很大。

充电基础设施互联互通推进的基本思路

  (一)明确目标,坚持原则

  从推动充电基础设施互联互通出发,明确建设目标是以服务区域充电基础设施运营企业和新能源汽车用户为导向,加强顶层设计,逐年推进,并坚持基础性、开放性、公益性和权威性的原则,

  即坚持充电基础设施互联互通对区域充电服务网络发展的基础性作用,建立和完善互联互通的基本功能,给予充电基础设施运营企业创新发展的空间;

  坚持区域充电服务网络的开放性,减少充电基础设施互联互通平台进入壁垒。无论企业规模大小,只要符合准入条件,都要为其接入平台创造条件;

  坚持充电基础设施互联互通平台的公益性,构建非盈利性的第三方服务平台,不参与充电基础设施运营,不与企业争利;

  坚持充电基础设施互联互通平台的权威性,对发布的数据要有校验机制,并建立相应的惩罚机制,确保接入平台的车、桩等数据真实准确。

  (二)确立机制,确定建设路径

  机制方面,由各级政府推进充电基础设施互联互通工作,委托第三方机构建设独立运营的公共服务平台,通过吸纳区域内主要充电基础设施运营企业、新能源汽车企业及电力公司等主体,形成支出共担、资源共享的运行机制。

  建设路径方面。首先,实现新能源汽车产品、充电设备及充电基础设施的相关标准统一,扩大达标的产品及设施比例。其次,建立省级-区域间充电基础设施互联互通平台。通过制定城市充电互联互通平台对接机制,实现区域内不同城市平台之间的对接。再次,分步骤对互联互通平台的功能进行完善。逐步实现基本信息共享、支付方式统一、支持政策制定以及产品检测认证制度,建立区域充电互联互通平台配套服务体系。 

政策建议

  (一)加强区域充电互联互通顶层设计

  针对区域内各级政府、不同类型的充电基础设施运营企业、新能源汽车企业、电力公司、检测机构等相关主体,明确其参与区域充电基础设施互联互通的职责、责任和义务。建立由各省级政府充电基础设施主管部门共同组成区域充电基础设施互联互通推进机构,从标准、准入、数据交换和发布、城建规划等方面入手,制定详细的区域充电基础设施互联互通推进路线图,由区域充电基础设施互联互通推进机构负责实施。

  (二)构建区域充电互联互通技术支撑体系

  基于新的国家充电标准,研究车桩兼容和充电互操作技术,提出检测规范及评估方法。针对互联互通信息交互需求,提出接口规范,定义数据编码,明确数据共享范围。研究车辆、充电设施安全监控数据采集技术要求,形成长三角新能源汽车运行安全监控数据采集规范,并在区域内进行推广。研究充电设施用户端身份识别技术,构建联机充值支付和营帐清分的充电共享服务网络架构,提出跨平台结算交易规则。

  (三)制定区域充电互联互通支持和约束政策

  制定区域充电基础设施互联互通奖励政策,对区域内率先实现互联互通的企业,从运行效率、运营规模等方面进行考核,对考核结果较好的企业给予奖励。将自愿接入互联互通平台充电基础设施与财政补贴相关联。对不符合国标的新能源汽车、充电设备及充电基础设施,取消其区域内推广和使用资格。对于重点充电基础设施企业可给予集中扶持。

  (四)建立新能源汽车和充电基础设施补贴机制

  调整当前新能源汽车和充电基础设施的补贴机制,将补贴与车辆运行和充电基础设施运营挂钩。通过互联互通平台获得车辆纯电行驶里程、电池容量以及充电量等运行数据作为补贴发放的依据,杜绝骗补等不良现象并促进新能源汽车更好的推广应用。

  (五)完善区域充电互联互通保障措施

  建立区域内充电基础设施互联互通惩罚机制,破除行政壁垒和体制机制障碍,构建开放、统一的充电基础设施互联互通环境。建立区域充电基础设施互联互通推进及相关政策措施执行情况督察机制,加快充电互联互通技术支撑体系建设,推进充电互联互通较好城市和企业与其他地区和企业的经验交流。

来源:中国能源报   

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