电动汽车充电服务商业运营模式研究报告
电动汽车充电服务商业运营模式研究报告 秘密内部报告电动汽车充电服务商业运营模式研究报告中国电力科学研究院二一年七月 目 录11.研究概述 11.1.提出背景 21.2.研究的主要问题 21.3.预期成果 31.4.术语和定义 32.国内外电动汽车充电设施发展现状调研 32.1.国内外电动汽车充电技术发展现状及趋势 32.1.1.电动汽车发展现状及趋势 52.1.2.电动汽车充电技术发展现状及趋势 72.1.3.电动汽车充电设备及管理系统发展现状与趋势 82.2.国内外电动汽车充电设施发展现状及趋势 82.2.1.电动汽车充电站发展现状 162.2.2.电动汽车电池交换站发展现状 182.2.3.电动汽车充电设施发展趋势 203.国内外电动汽车充电服务商业运营模式分析 213.1.国内外电动汽车充电设施建设模式 213.1.1.政府部门主导建设模式 223.1.2.电力企业主导建设模式 223.1.3.社会企业主导建设模式 233.1.4.电动汽车用户主导建设模式 233.2.国内外电动汽车充电服务模式 233.2.1.整车充电模式. 243.2.2.电池交换模式 253.2.3.对比分析 263.3.国内成熟行业可借鉴的商业运营模式 263.3.1.加油站运营模式 313.3.2.电信营业厅运营模式 363.4.调研分析的主要结论 364.国家电网公司电动汽车充电服务商业运营模式建议 374.1.电动汽车充电服务网络构建 384.1.1.快速充电站 384.1.2.电池交换站 384.1.3.常规充电桩 8>394.2.电动汽车充电收费管理系统开发 394.2.1.电动汽车充电收费管理系统开发 414.2.2.充电收费系统与营销业务系统的关系 444.3.充电服务设施运营及管理 444.3.1.自建充电设施的运营管理 464.3.2.竞争性充电实施的管理 464.3.3.完善商业运营的配套条件 475.参考资料 研究概述提出背景随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量的不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭等方面的问题也越来越突出。为了保护人类的居住环境、保障能源供给，各国政府积极寻求解决这些问题的途径。电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能贡献方面具有不可比拟的优势。目前电动汽车技术的研发已成为各国政府和汽车厂商关注的热点。电动汽车势必成为重要的绿色交通工具。电动汽车的规模化发展，需要完善的基础配套设施，为电动汽车的动力电池提供电能补给。其中,电动汽车充电设施建设及运营是重要环节之一，对于电动汽车产业发展至关重要。为贯彻公司“两会”精神，全面落实加快电动汽车充电设施建设的部署，国家电网公司制定了国家电网公司2010年电动汽车充电设施建设实施方案，强调各单位要充分认识电动汽车充电设施建设的重大意义。全面加快电动汽车充电设施建设，不仅是建设统一坚强智能电网的重要内容，更是公司落实科学发展观，展示责任央企形象的重要战略举措，是响应国家节能减排政策，支持电动汽车发展的实际行动，是实现能源替代，优化能源结构，提高电能占终端能源消费比重的有效手段。国家电网公司2010年电动汽车充电设施建设实施方案提出，将在国家电网系统有营业区的27个网省公司全面建设电动汽车充电设施，提高充电设施建设覆盖面。完成建设75座公用充电站、6209台交流充电桩及部分电池交换站，增加电动汽车产业社会示范效应。研究的主要问题为加快电动汽车充电设施建设，认真落实“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，公司组织编制了国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见，规范、明晰了充电设施建设的原则、典型方案、设备功能等重大问题，指出充电设施和电动汽车用户之间的计量计费结算方式可采用现场缴费或储值卡预付费的方式，并且推荐使用储值卡预付费方式。针对此情况，本报告主要基于对国内、国外的电动汽车充电设施现状、商业运营模式和国内其他相关成熟行业的商业运营模式的调研,提出国家电网公司电动汽车充电站商业运营模式建设。预期成果本项研究预期通过系统调研，熟悉并掌握国内外电动汽车充电服务商业运营现状及发展模式，结合国家电网公司电动汽车充电设施建设实际与需求，借鉴相关成熟行业商业运营经验，从“充电网络构建、充电收费系统及其与营销业务系统的关系、充电设施运营管理”等方面总结并提出国家电网公司电动汽车充电站商业运营模式建议。术语和定义术语名称定义电动汽车充电设施是指为电动汽车搭载的动力电池提供电能补给的配套基础设施，主要包括充电站（包括充电桩）和电池交换站等。充电服务商业运营模式基于电动汽车充电设施运营实体的充电网络、业务模式、运作方法、价格策略。充电收费管理系统主要用来进行电动汽车充电费用管理（刷卡、现金结算等）。接受营销业务管理系统的管理（电能定价、电能调价、黑名单、灰名单等），并能回馈充电站信息给营销业务管理系统（消费电能、告警等）。自营充电设施指国家电网公司建立并运营的电动汽车充电设施。竞争性充电设施非国家电网公司建造，由个人或企业等其他行业创建的电动汽车充电设施。国内外电动汽车充电设施发展现状调研国内外电动汽车充电技术发展现状及趋势电动汽车发展现状及趋势为应对全球气候问题和能源问题，世界各国都非常重视节能减排工作，发展低碳经济，大力发展新能源产业。电动汽车作为新能源产业的重要组成部分，正日益受到世界各国的广泛关注。美国、日本、德国等发达国家都加大了电动汽车的研发，以求新的突破。从汽车技术变革和产业升级的战略出发，先后制定了一系列优惠政策措施，积极促进本国电动汽车产业发展，以期提升本国汽车工业国际竞争力。据不完全统计，目前为止发达国家用于电动汽车研发和产业化发展的经费投入已达到数十亿美元。凭借雄厚的实力和巨额的资金投入，发达国家的汽车制造商已经在全球汽车工业新一轮竞争中占据了有力地位。从全球主要汽车生产厂家的发展计划来看，电动汽车的产业化时代正在到来。目前，“低排放”汽车（主要指混合动力汽车）已进入大规模产业化的前期阶段，在全球新能源汽车累计销量已超过100万辆；“零排放”（主要指纯电动汽车）的批量生产时间已提前到2015年，特别是国际金融危机爆发以来，面对严峻形势，世界各国政府纷纷出台政策，加快了电动汽车的发展步伐。据权威部门预测，未来10年，将是电动汽车产业格局形式的关键时期，电动汽车将成为拉动经济发展的新的增长点。日本汽车企业已经在混合动力技术方面掌握了绝对优势，并在北美等国际市场上形成了相当规模。我国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共计投入20亿元科研经费，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、电力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局，共计200多家整车及零部件企业、高校和科研院所参加了电动汽车专项研发。在国家新能源汽车政策的支持下，我国本土整车企业已经积极地开始了电动汽车商业化的道路，如比亚迪、上海汽车等。受到电动汽车高成本售价贵、消费者认知度相对较低以及充电站设施建造等诸多因素的制约，本土市场需求的建立将会是一个长期培育的过程。放眼全球，各大OEM产商和窥视电动汽车大蛋糕的新军，对于电动汽车的研发及商业化正在如火如荼地展开，这一需求必将为中国这样一个汽车制造大国带来机遇。经过近十年的发展，我国电动汽车的研发取得明显进展。到2009年，我国已形成1800项专利，并开发出了多款电动汽车养车。目前，共有48各型号的各类电动汽车进入机动车新产品公告，电动汽车在我国已进入了快发展的新阶段。根据汽车产业调整和振兴规划提出的发展目标，今后三年内我国要形成50万辆纯电动、充电式混合电力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售量的5%左右。据有关部门预测，2015年，各种纯电动汽车保有量将达到260万辆，全年电力需求在200亿Kwh左右，电动汽车总产值将达到1.5万亿元左右。电动汽车充电技术发展现状及趋势目前，电动汽车充电技术研究主要集中在单向无序V0G模式、单向有序TC/V1G模式和双向有序V2G模式。单向无序电能供给（V0G）模式电动汽车即接入电网即充电模式（Vehicles Plug-in without Logic/Control,V0G）是目前电动汽车最常见的充电方式。这种方式的充电设备主要采用电向变流技术，此类技术装备已相对成熟。国外已经建成的一些公共充电设施以及北京奥运会电动汽车充电站均采用此方式。但V0G存在的最大问题是电动汽车充电作为大功率用电负荷无约束使用，可能会增大电网调峰的难度。单向有序电能供给（TC/V1G）模式TC(Timed Charging)模式是指在给定的时间对电动汽车进行充电。此模式充分考虑了电动汽车在电网负荷高峰时段充电对电网的影响，通过控制开始充电时间来实现错峰充电，可发挥谷电利用价值。但由于其控制方式简单，不能实现根据实时电价或电网峰谷状态灵活控制充电过程。TC模式的充电设备仍然采用单向变流技术，不需要与电网进行实时通信，目前相关技术装备已经成熟，正处于示范运行阶段。V1G(Vehicles Plug-in with Logic/Control Regulated Charge) 模式是指:电动汽车充电受电网控制，与电网进行实时通信，可在电网允许时刻进行充电，能够优化充电安排，提高电网效率，但不能向电网反馈送电。目前，美国西太平洋国家实验室发布了名为“Smart Charger Controller”的电动汽车用充电控制装置，配备了采用ZigBee技术的近距离无线通信模块，可接收来自电力企业的电费价格设定等信息，与智能电网技术结合，自动避开高峰时间充电。ZigBee/IEEE 802.15标准已经提交IEC,申请作为国际标准，并且已作为美国智能电网1.0首批发布的标准。双向有序电能转换（V2G）模式V2G(Vehicles Plug-in with Logic/Control Regulated Charge/Discharge)模式是指:电动汽车与电网的能量管理系统通信，并受其控制，实现电动汽车与电网间的能量转换（充放电）。此模式下，电动汽车可作为电能存储设备、备用电源设备来使用。目前V2G模式还处于试验示范阶段，下一步将重点研究技术可靠、成本低廉的满足商业化应用的双向变流及通信装备，一方需要先进的电网通信、调度、控制与保护技术配合，另一方面需要峰谷电价政策以及电动汽车接入电网提供调峰调频、负荷调整、需求响应等有偿服务政策支持。电动汽车充电设备及管理系统发展现状与趋势电动汽车充电设备目前主要包括交流充电桩和直流充电机两类，电动汽车通过充电设备连接到电网，实现信息交换与电能互动。1)交流充电桩主要为带有车载充电机的小型电动汽车提供充电服务，分散安装在低压配电网中，通过将电动汽车与智能电网连接起来，能够实现与充电管理系统及电动汽车进行通信，实时掌握电网运行状态与电动汽车储能状态，智能控制电动汽车的车载充电机进行合理的充电操作。目前，电动汽车车载充电机功率较小，充电功率一般不超过35Kw,充电操作时间一般在3h以上。2)直流充电机主要针对行驶区域、
