2024充电网络产业十大趋势白皮书

充电网络产业 十大趋势 2024年度 2024 CONTENES 目录 新能源汽车发展超预期，汽车电动化已成不可逆趋势01 充电网络是汽车电动化底座，未来10年充电量增长8倍02 让有路的地方就有高质量充电 趋势一 高质量发展05 趋势二全面超充化06 趋势三极致体验07 趋势四安全可信08 趋势五车网互动09 趋势六功率池化10 趋势七全液冷架构11 趋势八慢充直流化12 主编 何波刘大伟王志武 趋势九 园区微电网13 编委 彭鹏杨志亮邓创陈泓儒杜贺港连文峰林全喜王冲丁恒 趋势十全面智能化14 构建高质量充电网络15 智能充电网络十大趋势白皮书智能充电网络十大趋势白皮书 新能源汽车发展超预期，汽车电动化已成不可逆趋势 充电网络是汽车电动化底座，未来10年充电量增长8倍 新能源汽车发展超预期，截至2023年底，中国新能源乘用车保有量1800多万辆，预测到2034年新能源乘用车保有量将达到1.8亿量，10年增长10倍。 中国新能源商用车截至2023年底保有量244万辆，预计到2034年，保有量将达到2200多万辆，10年增长9倍，汽车电动化已成为不可逆的趋势。 乘用车：未来10年，从1800万辆到1.8亿辆 单位：万辆 18069 16387 13024 9660 6296 3951 1851 20232025E2027E2029E2031E2033E2034E 商用车：未来10年，从244万增至2234万辆 2234 244 20232025E2027E2029E2031E2033E2034E 2023年全球充电量3000亿度，预测到2033年全球充电量将增长8倍，达到2.4万亿度，相当于全球社会用电量的10%。充电网络本质上是汽车电动化的底座，是未来新型城市的基础设施，但充电焦虑仍然是用户选择电动汽车的第一痛点，是影响汽车电动化发展的关键要素。建好一张充电网络，可加速提高电动汽车的渗透率，从而繁荣本地产业和生态。充电网络本质是地盘和流量生意，投资要支持未来平滑演进，随着电动汽车数量持续增长，未来一定能够实现长期收益。 10年增长10倍 10年增长9倍 全球充电量：10年增长8倍，0.3万亿→2.4万亿 单位：度 2.4万亿 1万亿 0.3万亿 2023 2025 2027 2029 2031 2033 充电网络是汽车电动化底座，新型城市基础设施充电网络本质是地盘和流量生意，一次投资，长期收益 本地产业 繁荣发展 无缝 覆盖 流量 虹吸 电网 互动 电动车 渗透率提升 充电 建好一张网 地电 用户流量 功率流量 0102 十大趋势 趋势一 高质量发展 趋势二 全面超充化 电动汽车数量爆发式增长，现存充电基础设施的问题逐渐凸显。从宏观层面：第一，覆盖不全。当前高速公路还有10%的服务区未覆盖，乡村充电基础设施覆盖率小于5%。第二，结构不合理。99%的充电设施还是快充和慢充，64%的公共直流充电桩仍是750V及以下的低压桩，无法支撑下一阶段800V及以上高压超快充的发展。从微观层面：第一，运维成本高昂。哑设备占比超过30%，数字化程度低，增加了运维管理的难度和成本。第二，传统风冷设备质量差。设备寿命只有3-5年，运营商还未收回投资，就面临更换。第三，服务质量差。僵尸桩占比达10%，无法充电，加剧了用户充电焦虑。 近两年中国政府针对充电基础设施建设连续密集发文16次，其中12次强调“高质量发展”，高质量已成为全行业共识。在广州、深圳、重庆等领先城市，政府主导打造“充电一张网”，目标也是高质量发展。践行充电高质量发展，需要坚持四大路径：第一，要有顶层统一规划和设计。第二，在技术层面，持续完善充电基础设施标准体系，提高准入门槛。第三，政府要建立统一的监管平台和充电基础设施的评价体系，牵引行业高品质发展。最后，要有统一的营维平台，全面提升服务质量效率，为用户持续打造极致的充电体验。 全面超充化是未来必然的发展趋势。首先从技术角度来看，第三代半导体如以SiC、GaN为代表的功率半导体已经实现了规模量产，并支持商用。第三代半导体技术上的成熟，一是为电动汽车带来效率上的大幅提升，二是其耐高压能力，推动电动汽车架构向高压化演进。而高压化可以实现小电流大功率充电，进一步推动超充的发展。作为电动汽车的另一类核心部件，动力电池也迎来了升级换代。在动力电池系统中对充电功率影响最大的便是电芯，4C大倍率的电芯从2023开始已经实现了规模量产，且价格在不断降低，趋近于普通电芯，使车企更有动力加快超充车型的开发步伐。两个因素作用下，超充化将是一个不可阻挡的趋势。2021年，支持超充的车型只有8款，到23年底的广州车展上，各大公布的超快充车型已达113款。从结构性上来看，超充车型正由高端向中低端快速渗透，超充车型数量将快速提升。超充化对于商用车的价值更加巨大，在时间就是金钱的商用车使用场景里，超充节省的补能时间意味着更低的运营成本和更高的营业收入。全面高压化，全面超充化，已成趋势，预计2028年，超充车型保有量将超过60%。 覆盖不全 <60% 结构不合理 <1% 未覆盖服务区~10% 乡村覆盖率<5% 超充占比 运维成本高 30% 设备质量差 3-5年 服务质量低 ~10% 哑设备占比 设备寿命短 僵尸桩占比 新能源汽车快速增长，存量充电基础设施矛盾凸显 国家部委连续密集16次发文，12次强调高质量 国务院能源局工信部 办公厅等十部委等八部委 《国务院办公厅关 于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》 《关于进一步提升 电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》 《组织开展公共领 域车辆全面电动化先行区试点》 多城打造“充电一张网”，高质量是核心 广州 深圳 重庆 践行充电高质量发展，四大路径 统一规划统一标准统一监管统一营维 充电高质量发展是支撑国家新能汽车战略的关键路径 第三代半导体：突破高压、提升效率、规模量产 >1000V 3-5% SiC&GaN 电压突破 效率提升 电芯：大倍率电芯成本趋近，规模商用 2023 2024 2025 电池系统 1.5~2C 3~4C 5~6C 8C 6C 5C 4C 巨湾凤凰电池 广汽埃安超倍速电池 宁德时代麒麟电池 蜂巢龙鳞甲电池 第三代半导体、大倍率电池规模应用 超充车型从8款快速增加到113款，趋势不可阻挡 8款 22款 113款 @2021 @2022 @2023 从高端到中低端，从乘用车到商用车，2028年占比超60% 奥迪RSe-tron 小鹏G9 埃安Vplus ~60% @2028 超充车型占比 车企加速超充车型上市 0506 趋势三 极致体验 趋势四 安全可信 电动汽车加速普及，私家车主已超过运营车主成为主力，其占比达87%。充电需求从运营车主的成本优先，走向私家车主的体验优先。当前存量充电基础设施仍然存在充不上、充不好、充不安心等问题。多数充电设施一次充电成功率仍小于85%；风冷充电桩的高噪声非常影响车主的充电体验；仍有50%以上热失控事故发生在充电期间或充电后数小时内，加剧了用户选择电动汽车的顾虑。因此，很多车企诸如“蔚小理”等，均被迫下场自建充电网络，以打造用户更佳充电体验。据统计，车企自建充电场站数量不到社会公共充电站的5%，仅靠车企自建，显然无法实现大规模广覆盖。面向未来，打造极致充电体验，一定需要全产业链伙伴一起努力，共同进行技术升级。极致的充电体验应有三大特征：第一，充电无忧。提供一键式服务，充电场站状态可视，智能导引。第二，充电无扰。充电过程超静音，一次充电成功不跳枪。第三：充电无虑。车桩云协同，防电磁干扰，保障人身健康和财产安全。 随着新能源汽车渗透率不断提高，如何提升充电基础设施的安全可信能力成为行业迫切关注的问题。安全可信分为两个层面：第一层面，是对人、车、桩的强电安全防护。当前市面上新能源汽车种类繁多，动力电池质量参差不齐，使得充电隐患加剧，存量新能源汽车超过90%无有效的安全预警措施，在2023年就发生了3000多次的自燃事故。因此，人车桩一体，端到端的强电安全防护非常重要，通过毫秒级的绝缘和漏电保护实现人身安全保护；通过多维采样高精检测，实现车辆100%安全体检；再通过短路保护快速切断，不伤车。另一层面，是对信息数据的网络安全防护。新能源车、充电桩、充电运营商等业务持续增长，带来了数据量指数级爆发，数据量每年翻番，网络安全挑战日益严峻。因此从检测、保护、分域隔离、响应，和恢复等五个方面，与节点层、传输层、架构层等三个层级加强防护，是实现网络安全的基石。 未来安全可信将从强电安全和网络安全两个维度，打造“四不”：隐私不泄露、车主不触电、车辆不起火，和运营不崩溃。 从成本优先到体验优先 2019~80% 运营车占比 ~87%2023 私家车占比 成本优先 体验优先 当前充电设施数字化程度低，不满足车主美好出行 <85% 一次充电成功率 >90dB 充电噪音 50%+热失控 发生在充电中和充电后 充不上 充不好 充不安心 私家车成绝对主力，带来充电行为和需求巨大变化 车企自建充电网络， 提升自身车主充电体验，但无法广覆盖 蔚来 ~3646 理想 ~300 小鹏 ~233 占比 <5% 各车企自建充电场站数量 占总公共场站比例 极致充电体验三大特征 车桩导引 状态可视 超静音 一次成功不跳枪 协同安全 EMC 充电无忧 充电无扰 充电无虑 极致充电体验，是构筑用户流量与黏性的关键要素 强电安全：车型多、电池参差不齐，充电安全隐患加剧 网络安全：数据量指数级爆发，隐私、漏洞等安全挑战日益严峻 90% 3000+ 车 2041万 桩 数据859.6万 存量电动汽车 @2023 爆炸~新增1倍 缺乏有效安全预警自燃次数/年 运营商 3000+ 年均产生数据 人车桩一体，端到端强电安全防护 五重防护机制，构建网络安全底座 “进不来”“看不到”“拿不走” 人绝缘保护漏电保护 车多维采样高精检测 桩短路保护EMC/纹波 检测 安全审计 保护 数据签名 分域隔离 节点层 响应 应急处理 恢复 异常恢复 ms级人身安全保护100%安全体检快速切断，不伤车 漏洞扫描入侵检测 可信认证访问控制 传输层架构层 漏洞修补数据备份 固件更新安全升级 不泄露 隐私 不触电 车主 不起火 车辆 不崩溃 运营 0708 趋势五 车网互动 趋势六 功率池化 在新能源和电动汽车大发展的背景下，10年后，在源(新能源发电、储)侧，新能源占比将接近40%。在荷(新能源汽车、储等)侧，电动汽车充电量需求将接近全社会用电10%，源和荷呈多样性、随机性、时空异质性，这将加剧电网供需平衡难度，并给配电网带来挑战,车网融合、规模互动成为必然趋势。以欧洲为例，将超过4TWh电网调度需求。 以充电网为桥梁和管道，通过Bit管理Watt，构建安全、高效、智能、经济的车网互动底座，将成为未来发展趋势。技术上：负荷时空建模和预测、功率高精度调节、毫秒级低时延响应、V2G双向功率变换、隐私和网络安全技术等将加速孵化成熟。产业生态上：车网互动并非一蹴而就，需要考虑商业模式、各类聚合平台和标准建设、技术准备度等。因此，车网互动将分场景、分阶段实现：从单向有序，到单向响应，最终实现双向互动，逐步实现多方共赢、可持续发展。 当前，充电网络建设对电网的冲击在不断的被提及，本质原因是传统一体桩设备架构不能共享场站的市电容量，导致整站的市电容量需求过高，而同时其平均市电利用率不到10%。充电过程存在四个不确定：充电MAP不确定，初始充电功率大，逐步降低；SOC不确定，剩余电池电量不一致；车型不确定，如运营车、私家车、物流车等；闲忙不确定，车辆充电时间随机，节假日扎堆充电。由于一体桩的架构原因，存在车辆充电功率和电压需求满足率低，同等时间充电量少；场站建设对市电容量需求大，引电投资成本高；不支持向超充和光储充一体化平滑演进。 充电设备将由一体桩向功率池化演进。功率池化具有功率共享、超快一体，和市电增容等特性，