中國充電聯盟快速充電系統聯合行動專項調研報告

最新 02-16

中國充電聯盟快速充電系統聯合行動專項調研報告

報告審核：許艷華

報告編寫：劉鍇、黃炘、李楊

一、調研背景及目的.... 6

（一）調研背景.... 6

（二）調研目的.... 7

二、參與調研單位.... 7

三、調研方法.... 8

四、國外情況.... 8

（一）日本.... 8

1、用戶需求.... 8

2、技術要求.... 8

3、發展現狀.... 9

（二）歐洲.... 10

1、用戶需求.... 10

2、技術要求.... 10

3、發展現狀.... 10

（三）美國.... 11

1、用戶需求.... 11

2、技術要求.... 11

3、發展現狀.... 11

（四）國外情況匯總.... 12

五、國內充電技術現狀.... 12

（一）車輛電壓平台.... 12

（二）車輛充電電流.... 13

（三）車輛充電功率.... 14

六、調研信息匯總.... 15

（一）整車製造企業.... 16

1、比亞迪.... 16

2、廣汽.... 17

3、珠海銀隆.... 19

4、江淮.... 20

5、東風汽車.... 21

6、宇通.... 22

7、上汽集團.... 24

8、長安新能源.... 26

9、整車製造企業情況匯總.... 27

（二）電池企業.... 29

1、寧德時代.... 29

2、微宏動力.... 29

（三）充電介面企業.... 30

1、沃爾新能源.... 30

2、中航光電.... 30

3、充電介面企業情況匯總.... 30

（四）充電設施製造企業.... 30

七、調研結論及建議.... 32

（一）快速充電定義.... 32

1、乘用車領域.... 32

2、商用車領域.... 33

3、快速充電設施要求.... 33

（二）關鍵零部件發展.... 34

1、動力電池.... 34

2、高壓零部件.... 34

3、快速充電連接裝置.... 35

（三）建立快速充電場站.... 36

1、應用場景.... 36

（四）發展建議.... 37

1、關注車輛安全性.... 37

2、實驗量化大倍率充電對動力電池影響.... 37

4、加快零部件研發.... 38

5、加快速充電系統的研發和技術儲備.... 38

6、標準的修訂.... 38

7、介面的兼容.... 39

為進一步貫徹落實2017年8月29日「兩會」精神宣貫會的會議精神，根據國家能源局和工信部的有關要求--「充電聯盟要密切跟蹤國際上大功率充電技術發展，加快促進我國大功率充電技術的基礎研究……」，中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（簡稱「聯盟」）設立快速充電系統聯合行動專項。本次專項行動，旨在以國內電動汽車實際快速充電需求為導向，當前動力電池實際快速充電性能為基礎，結合車輛端高壓電子零部件實際應用現狀，聯合整車製造企業、動力電池企業、電子零部件企業、充電樁和電纜、連接器等企業以快速充電系統產品化為導向加快促進、研製快速充電系統並進行實證試驗。現將調研情況匯總如下：

隨著中央政府的大力支持，各方的不懈努力，我國電動汽車市場獲得快速發展，技術水平逐步提高，尤其是動力電池技術發展較快。得益於動力電池能量密度和充電倍率的不斷提升，電動汽車續駛里程得以大幅提升，充電時長逐步縮短。一方面，除了限牌、限行等政策引導外，電動汽車能否被廣大用戶所接受還取決於電動汽車的品質和使用體驗能否接近或超越傳統燃油車，其中能源補給效率便是較為直觀的衡量指標。另一方面，國內地域廣茂，用車情況複雜，根據車輛用途及使用環境的不同，又催生出不同的充電需求和充電場景。

自2016年以來日本、美國以及歐洲等國家和地區都提出了快速充電解決方案，並在有計劃的開展相關工作，其中日本定義當前的快速充電功率為120~180kW，美國以特斯拉為代表的車型現階段已能實現120kW充電功率，歐洲也明確提出350kW的快速充電功率，而我國目前還沒有形成快速充電系統的技術指標和解決方案。同時根據2017年8月29日「兩會」精神宣貫會的會議精神和國家能源局、工信部的有關要求--「充電聯盟要密切跟蹤國際上大功率充電技術發展，加快促進我國大功率充電技術的基礎研究……」，聯盟決定設立和啟動「中國充電聯盟快速充電系統聯合行動專項」，並以此為基礎開展快速充電系統的實證試驗。雖然我國快速充電系統及技術方案確立過程中有必要借鑒國外的發展經驗，但更多的需要結合我國實際國情，並充分開展快速充電系統的實證試驗以積累相關數據為我國快速充電系統的持續發展提供支撐。

以國內電動汽車實際快速充電需求為導向，當前動力電池實際快速充電性能為基礎，輔以車輛端高壓電子零部件實際應用現狀，結合國內車企對車輛端的續駛里程、充電功率等技術指標的實際情況和中長期規劃，聯合整車製造企業、動力電池企業、電子零部件企業、充電樁和電纜、連接器等企業以快速充電系統產品化為原則定義出適合我國國情的快速充電系統條件，引導技術開發和應用並進行實證試驗。

此次調研由中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟與中國汽車技術研究中心（技術協同委員會）共同組織，國內主流整車製造企業、充電設施製造企業、動力電池製造企業、充電介面製造企業、充電設施運營企業等派代表參加了此次調研活動，參與調研單位詳細信息見「表1參與調研單位信息表」。

表1參與單位信息表

三、調研方法

此次調研方式主要分為以下幾種：

◆組織專家調研組實地調研整車製造企業、充電設施製造企業、動力電池製造企業、充電介面製造企業、充電設施運營企業等有關單位，以國內各相關企業關於充電技術的現狀和中長期規劃為基礎並圍繞快速充電技術展開進行座談。

◆對整車製造企業、充電設施製造企業、動力電池製造企業、充電介面製造企業等相關企業進行問卷調查。

據日本經產省對日本電動車用戶的調研結果顯示，日本有60%以上的用戶希望電動汽車續駛里程能夠達到300公里以上，並希望縮短充電時間。

目前，日本方面希望通過對現有充電設施改造，實現車輛充電6-7分鐘行駛100公里的快速充電，滿足用戶需求。

日本CHAdeMO協議會目前將快速充電功率定義在120~180kW，最大充電電流300A，並要求充電介面端子溫度如超過90℃，充電設施應在10s內主動停止充電。

到2020年充電功率將提高到150~200kW，最大充電電流400A，電壓平台設定為500V。到2025年以後充電功率將進一步提高到350~400kW，最大充電電流400A，電壓平台設定為1000V。

日本CHAdeMO協會於2017年3月，組織開展了基於快速充電原型車的快速充電兼容性試驗。

在充電介面及電纜採用自然風冷情況下，通過在現有充電設施基礎上採用導體截面積70mm2電纜，可實現快速充電。增加溫度感測器、熱管理保險絲後，可在使用截面積為40mm2電纜情況下，實現短時間快速充電，最大充電電流達到300A以上。

在充電介面及電纜採用液冷後情況下，使用30mm2截面積電纜，即可實現最大充電電流300A以上的快速充電。充電操作便利性得到很好的提升。

根據日本方面對電動車動力電池技術發展前景的預估，在2025年之前達到2C以上充電倍率的可能性較小，可進行200kW以上功率充電的車輛，僅限於搭載了容量為200kWh以上動力電池的大型車輛。預計到2025年以後，全固態電池實現商業化，充電倍率才將得到較大幅度提高。

CHAdeMO協會目前已制定了150kW級別快速充電標準，計劃於今年開始起草350kW級別快速充電標準。但由於日本市場上並不具備使用350kW充電設施的電動汽車，暫不會建設充電功率達350kW的充電設施。預計到2020年，將建設充電功率為350kW的充電設施，但會配置多把充電槍，將充電功率進行分配。

CHAdeMO協會認為350kW快速充電系統所配備的充電電纜將會較粗，同時充電槍將較為笨重，人手操作將變得困難，未來更可能採用自動充電、充電弓等方式來完成快速充電。

據中德電動汽車充電項目在2016年對634名電動汽車用戶進行的問卷調查顯示，約69%的用戶認為續駛里程在300km以上的電動汽車才能夠滿足日常出行需要，而65%的用戶認為400~600km是最理想的電動汽車續航里程。

用戶對於快速完成車輛充電有較普遍需求，87%的用戶希望能夠在30分鐘內充滿80%電量，而44%的受訪者更是希望充電時間能夠縮短到15分鐘以內。

歐洲首次提出350kW大功率充電概念，目前，歐洲已經在歐洲標準體系的基礎上完成了350kW大功率充電標準體系建設，標準針對大功率充電所帶來的充電安全、溫升控制、通信協議等問題進行了解決。

2017年3月，國際電工委員會TC69MT5-6工作組在荷蘭代爾夫特召開電動汽車大功率充電國際標準第一次會議。會議對電動汽車大功率充電標準的制定原則、預期達到的目標進行了討論。

2016年大眾、寶馬、戴姆勒、奧迪等整車製造企業聯合成立合資公司，在歐洲高速公路和主幹道沿線，建設大功率充電運營網路，預計建設400座大功率快速充電站，站間距不超過120km。該運營網路2017年開始投資建設，預計2019年建設完成並投運，主要針對特定需求電動汽車車主提供大功率充電服務。

歐洲大功率充電設施充電電壓預計最高將達到1000V，充電電流最高達到500A，充電功率最高達到350kW，電動汽車將在30分鐘內完成充電。

美國當前的大功率充電技術是以特斯拉為應用案例的超級充電站，2012年超級充電站建立之初，只能進行120kW的電能傳輸。為進一步提升用戶充電體驗，特斯拉對超級充電站的電力傳輸容量進行了升級。目前加州一些超級充電站的輸出電功率提升到了145kW。不過在綜合了特斯拉超級充電站升級後的輸出充電功率和特斯拉電池的充電容量後，特斯拉汽車已經是目前量產電動汽車中充電速度最快的車型。例如，Model S和Model X在充電半小時後，行駛里程可以達到273.6公里。

2016年美國能源部與其合作單位將共同開展電動汽車350 kW、10分鐘直流快速充電的技術可行性研究；

美國充電網路公司ChargePoint發布ExpressPlus的模塊化充電系統。充電站業主目前只需要安裝基本輸出功率為125kW的充電樁，隨著時間的推移，配備大電池組的電動汽車普及之後，這些業主可以通過升級Express Plus系統輕鬆將輸出功率增大至400kW。ChargePoint公司還預計將會使用液冷技術來解決400kW功率給電纜帶來的壓力。

特斯拉在2012年就推出了充電功率達到120kW、充電電流為350A的充電設施，電動汽車在充電7~8分鐘後可行駛100km。2017年特斯拉方面預計將全面升級特斯拉超級充電樁，將充電功率將目前的120kW提升到350kW。

日本方面發展快速充電的態度較為謹慎，對充電功率大幅提高可能帶來的安全風險更為關注，未來三年內計劃將快速充電功率控制在150kW~200kW範圍內，並認為到2025年電動汽車充電功率將很難達到350kW。而歐美地區在快速充電領域的發展方向主要是由大型整車製造企業主導，採取跨越式發展，將快速充電功率定義在350 kW~400 kW，歐洲地區未來定義的快速充電電流將達到500A，並採用1000V電壓平台。

表2國外快速充電系統條件定義信息表

通過與被調研企業代表的座談以及問卷調查，對我國充電行業的現狀有了一定的了解，現分別從車輛電壓平台、車輛充電電流、車輛充電功率、直流充電設施充電電壓、直流充電設施充電功率等五方面情況匯總如下。

乘用車方面，電壓平台普遍在240~500V之間，其中比亞迪計劃通過提高電壓平台來實現快速充電，量產乘用車充電電壓最高將達到750V。

商用車方面，電壓平台在200~830V之間。使用最高充電電壓為830V的直流充電設施，可滿足國內主流純電動商用車充電電壓需求。現根據已收集到的國內量產新能源車型的電壓平台信息，整理成「表3量產車型電壓平台範圍表」及「圖1量產車型電壓平台範圍圖」。

表3量產車型電壓平台範圍表

圖1量產車型電壓平台範圍圖

乘用車方面，充電電流普遍在0~200A之間，其中江淮量產乘用車充電電流最高可達到240A。

商用車方面，充電電流普遍在0~500A之間，其中珠海銀隆量產商用車可進行最高600A充電。由於國內目前滿足GB/T20234.1-2015、GB/T 20234.3-2015的充電介面最大載流值為250A，故充電電流高於250A的商用車，普遍採用雙槍甚至三槍來完成日常充電。現根據已收集到的國內量產新能源車型的充電電流信息，整理成「表4量產車型充電電流範圍表」及「圖2量產車型充電電流範圍圖」。

表4量產車型充電電流範圍表

圖2量產車型充電電流範圍圖

乘用車方面，充電功率普遍在0~75kW之間，其中江淮量產乘用車充電功率最高可達到100kW。

商用車方面，充電功率在0~360kW之間。主要採用單槍、雙槍或三槍充電，少部分產品會根據特殊需求或特殊場站規劃，採用受電弓進行充電。現根據已收集到的國內量產新能源車型的充電功率信息，整理成「表5量產車型充電功率範圍表」及「圖3量產車型充電功率範圍圖」。

表5量產車型充電功率範圍

圖3量產車型充電功率範圍圖

經過為期四個月的調研，與各被調研企業代表針對快速充電系統進行了全面詳細的座談。收集了被調研企業對未來快速充電的技術指標、產業供應鏈、發展模式以及發展所面臨的問題等信息，匯總如下。

此次調研先後前往的整車製造企業分別為，比亞迪汽車工業有限公司、廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院、珠海銀隆新能源有限公司、安徽江淮汽車集團股份有限公司、東風汽車集團有限公司、鄭州宇通客車股份有限公司、上海汽車集團股份有限公司、重慶長安電動汽車有限公司、北京電動汽車股份有限公司。

◆技術指標

（1）乘用車

車輛電壓平台到2025年不會超過750V,車載動力電池容量為70~90kWh。到2020年左右，最大充電電流達到200~300A，最大充電功率達到150~200kW;到2025年，最大充電電流達到300~400A，最大充電功率達到200~300kW。

面向乘用車的快速充電設施輸出電壓達到750V，輸出功率達到150~300kW，滿足車輛20分鐘內充滿80%電量的需求，輸出功率無需達到350~500kW。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表6快速充電系統技術指標-比亞迪-乘用車」。

表6快速充電系統技術指標-比亞迪-乘用車

（2）商用車

到2020年車輛電壓平台保持在750V,車載動力電池容量會根據不同的需求做調整，最大充電電流達到500A，最大充電功率達到350kW。

面向商用的快速充電設施輸出電壓保持在750V，輸出功率達到350kW以上。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表7快速充電系統技術指標-比亞迪-商用車」。

表7快速充電系統需求指標-比亞迪-商用車

◆核心部件

動力電池：自主研發、生產動力電池。發展快速充電需要重點關注動力電池的散熱問題。目前來看，短時間內很難有乘用車動力電池可以在保證充電安全的前提下滿足歐洲方面所提到的350kW大功率充電。

高壓零部件：目前，量產車上已在使用自主生產的600V等級高壓零部件。過度提高電壓平台等級，會大幅增加高壓零部件成本，進而增加整車製造成本。

快速充電介面：車輛端的充電介面數量和尺寸已經重新按照2015版五項國標的相關要求進行修改，快速充電介面應與現有介面兼容。若今後針對快速充電採用新介面，且使用「快速充電轉接頭」來保證與2015版新國標充電介面的兼容，需要高度關注其充電安全性。

◆快速充電體系發展

城市交通形態會隨著高鐵、輕軌、雲軌等軌道交通的發展而發生改變，公交運營企業排班方案的調整，都將直接影響電動大巴車的定型參數，從而影響電動大巴車的充電模式，故快速充電體系的確立需根據用戶群體、產業鏈發展、城市規劃等進行多方面考慮。

◆問題和挑戰

短時間內大幅度提高充電功率，會明顯增加整車製造成本，並對車輛安全性帶來巨大挑戰，建議發展快速充電需結合我國實際國情。

歐洲車企相對於國內車企，其具備品牌溢價優勢和高壓零部件產業鏈優勢，全面推廣350kW充電功率對其更為有利。

◆技術指標

通過是提升電壓平台實現快速充電，到2020年車輛電壓平台為700-800V，車載動力電池容量滿足300km以上續駛里程。到2020年左右，最大充電電流達到200A，最大充電功率達到100kW;到2025年會有進一步提升。

面向乘用車的快速充電設施輸出電壓達到750V，滿足車輛15分鐘內充滿80%電量的需求。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表8快速充電系統需求指標-廣汽-乘用車」。

表8快速充電系統需求指標-廣汽-乘用車

◆核心部件

動力電池：未來的快速充電型電動汽車應實現4C以上的充電倍率。但在達到循環壽命以及合理能量密度的前提下，動力電池供應商目前無法批量生產滿足4C充電倍率的產品。發展快速充電需要重點關注動力電池的散熱問題，重點研究電池冷卻技術。

高壓零部件：目前已建立合作的高壓零部件供應商，如電機、電機控制器、空調壓縮機等，尚沒有滿足快速充電所需的高電壓平台產品。

快速充電介面：2011版舊國標充電介面升級為2015版新國標充電介面，已經給企業帶來了較大影響，車輛端的充電介面數量和尺寸已經重新按照2015版五項國標的相關要求進行修改，快速充電介面應與現有介面兼容。另一方面，發展快速充電需保證車輛插頭溫升在合理範圍，同時需避免連接車輛插頭的充電線纜過重，保證用戶進行充電介面插拔的便利性。

◆快速充電體系發展

發展快速充電可助於提高電動汽車競爭力，隨著車輛續駛里程的不斷提升，同時電動汽車具備傳統能源汽車無法達到的性能優勢，在未來電動汽車如能實現10min充滿70%電量，傳統車將不再具備競爭力。

由於動力電池特性，導致其具有快速充電區間，為保證動力電池安全性和使用壽命，在達到一定電量後應降低充電功率。

可通過提升充電電流和提升電壓平台兩種技術路線來實現快速充電，經綜合分析後，建議走提升電壓平台這條技術路線。

◆問題和挑戰

發展快速充電技術應高度關注動力電池的溫度控制和循環壽命，注意充電介面的溫度監測、使用便利性，同時應重視充電兼容性。

和比亞迪相同，廣汽也認為全面推廣350kW大功率充電對歐洲車企更為有利，原因在於其在品牌溢價和高壓零部件產業鏈方面的優勢。

◆技術指標

到2025年，車輛電壓平台最高電壓將保持在750V,車載動力電池容量會根據不同的需求做調整，最大充電電流達到1000A，最大充電功率達到420~500kW。

面向商用的快速充電設施輸出電壓保持在750V，輸出功率達到500kW。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表9快速充電系統需求指標-珠海銀隆-商用車」。

表9快速充電系統需求指標-珠海銀隆-商用車

◆核心部件

動力電池：自主生產的鈦酸鋰動力電池，是功率型電池，在滿足10C倍率充電的同時，可保證良好的循環壽命及安全性，缺點是能量密度低。目前市場上標稱滿足1.5C倍率充電的能量型動力電池，在實際使用過程中較難實現長時間1C倍率充電，在0.5~0.75C倍率下充電比較安全。

高壓零部件：現在國產800V以上高壓零部件很難在短時間內獲得技術突破。

快速充電介面：建議受電弓和快速充電介面同時發展。目前車輛插頭載流能力提升主要通過添加液冷系統來實現，但由於車輛插頭和所連接的線纜在使用過程出現的跌落和車輛碾壓都可能導致冷卻液的泄漏，增加充電安全風險和維護成本。而採用多把車輛插頭同時對一台車充電會降低充電便利性，因此更傾向於使用受電弓對電動大巴車充電。

◆快速充電體系發展

快速充電是未來的發展方向，同時應將快速充電與智能充電相結合，力求實現一鍵操作完成充電。

◆問題和挑戰

依目前國內情況，電動乘用車充電功率提高到350kW,勢必大幅提升充電電流，會帶來電池母排增厚、增加發熱等問題，對電池包及整車開發都將帶來巨大挑戰，需要多方面協調。

發展快速充電不能過度追求充電速度，應同時關注動力電池使用壽命。

◆技術指標

通過提升電壓平台實現快速充電，到2020年車輛電壓平台最高達到700V，到2025年電壓平台會將進行調整但不會超過800V。車載動力電池容量為60~70kWh，滿足500km以上續駛里程。到2020年左右，最大充電電流不超過200A，最大充電功率達到120kW;到2025年，最大充電電流最高將達到350A，最大充電功率達到250-300kW。

到2020年，希望面向乘用車的快速充電設施輸出電壓達到1000V，目前能夠寬電壓輸出，充電功率達到120kW，滿足車輛30分鐘充80%電量，45分鐘充滿的需求。到2025年快速充電設施輸出電壓達到1000V，充電功率達到單槍400kW，每分鐘充電量可支持車輛行駛35km。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表10快速充電系統需求指標-江淮-乘用車」。

表10快速充電系統需求指標-江淮-乘用車

◆核心部件

動力電池：預計到2018年國產動力電池將實現安全可靠的2C倍率充電，2020年將能實現3C倍率充電，如動力電池能實現4C倍率充電，電動汽車整體使用性能將達到甚至超越傳統燃油汽車。應不斷提升動力電池冷卻技術，並開發滿足低成本梯次利用的電池包。

高壓零部件：800V電壓等級的整車高壓電氣系統以及高效耐熱的SiC功率材料目前國內企業還無法生產。

快速充電介面：未來如開發快速充電介面，建議提升冷卻性能、提高電流閉環速度，同時能與現在使用的2015版國標充電介面兼容。

◆快速充電體系發展

發展快速充電有利於電動汽車的推廣，在發展過程中建議重點關注車輛安全性、使用便利性、使用成本。江淮進行電壓平台選擇時候，車輛、系統的安全性是第一考慮要素。大功率快充需要考慮對電池安全的影響。電池內部短路、熱失控等問題最容易發生在充電過程中，快充是最惡劣的充電工況，電池負極膨脹最快，需重點關注動力電池熱管理系統性能和可靠性的提升，否則存在很大安全隱患。結合動力電池的梯次利用，建設充儲放一體式快速充電站，有助於降低發展快速充電對電網的衝擊，同時有助於均衡峰谷用電，有助於快速充電設施的建設推廣。應加快發展V2G技術，提高電動汽車與電網的交互性，實現能源低碳化。

通過不斷增加車輛續駛里程，可改善目前所存在的充電難問題。

◆問題和挑戰

由於建設快速充電設施需要較高的前期投入，可能會拉高充電單價，除部分高端車主，大多數車主對充電單價的敏感度高於充電速度，應依據車輛的整體發展情況，建設符合中國國情的快速充電設施，以免造成資源浪費，同時應防範歐美車企的技術陷阱。

◆技術指標

建議通過提升充電電流實現快速充電，到2020年車輛電壓平台保持在240~450V，車載動力電池容量為50~60KkWh，到2020年左右，最大充電電流達到400A，最大充電功率達到140kW。

到2020年，充電功率達到150kW。到2025年，充電功率達到200~300kW,滿足車輛10分鐘充80%電量，15分鐘充滿的需求。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表11快速充電系統需求指標-東風-乘用車」。

表11快速充電系統需求指標-東風-乘用車

◆核心部件

動力電池：據了解目前國內已有供應商可提供4C倍率充電的驗證產品，預計未來將實現量產。

高壓零部件：國內供應商難以提供電壓等級高於800V高壓零部件，700~800V電壓等級高壓零部件雖能夠在國內採購，但會大幅提高整車製造成本。

快速充電介面：2015版國標充電介面無法承載400A充電電流，需進行技術升級，未來如開發快速充電介面，建議與現有2015版國標充電介面兼容。

◆快速充電體系發展

目前市場上輸出電壓達到750V的直流公共充電設施數量較少，發展快速充電應同時關注車輛和充電設施。

電動汽車續駛里程在不斷增加，如可以在住宅小區、單位內部停車場等區域普及交流充電樁，實現目的地充電，可大大緩解充電問題，除部分商用車外，絕大部分乘用車只會使用快速充電設施進行應急補電，屆時也將減弱市場對快速充電場站的需求。

◆問題和挑戰

採用升高電壓技術路線來發展快速充電，會明顯增加整車製造成本，也需大幅調整零部件供應體系，難以短時間內實現量產。如將電壓平台提高到800V以上，高壓零部件將嚴重受制於國外企業。

採用升高電流技術路線來發展快速充電，如不添加線束冷卻系統，會增加線徑，為車輛空間布置帶來巨大挑戰。

◆技術指標

到2020年，車輛電壓平台將保持在750V,車載動力電池容量會根據不同的需求做調整，最大充電電流達到1000A。

面向商用的快速充電設施輸出電壓保持在750V。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表12快速充電系統需求指標-宇通商用車」。

表12快速充電系統需求指標-宇通商用車

◆核心部件

動力電池：目前國內可滿足600A充電電流的動力電池其能量密度普遍不高，希望未來供應商能量產可1000A充電電流的高能量密度動力電池。

高壓零部件：車輛電壓平台短期內不會改變，目前使用的高壓零部件大部分採購自國內。

快速充電介面：希望受電弓和快速充電介面同時發展。希望車輛目前所安裝充電介面保持不變，並通過液冷或升級材質來提高線纜載流能力，降低充電線纜重量，降低充電操作難度。

◆快速充電體系發展

快速充電是未來的發展方向，不同的應用場景對快速充電的需求迫切度不同。公交運營公司和高端乘用車用戶，對快速充電有明顯的需求。

市內公交領域對充電弓有需求，長途客運領域對充電弓需求不強烈。冰雪會影響充電弓正常使用，需要解決充電弓在北方結冰的問題。

建議推廣恆功率寬電壓（200~750V）直流充電設施，以同時滿足乘用車和商用車使用，提高充電設施利用率。

電動汽車充電體系的發展，應從用戶、電力資源、國家利益等多角度研究，建立滿足大多數用戶利益的電動汽車充電網路。

◆問題和挑戰

快速充電會影響動力電池使用壽命，但由於目前並沒有實驗去量化快速充電對動力電池壽命的影響，導致用戶在選擇充電方式之前，沒有明確的參考依據。

在GB/T 27930-2015中明確規定了充電過程電流偏移量最高為-400A，如完全按照標準要求則無法使充電電流在400A基礎上進行提高，屆時需要調整標準。

◆技術指標

（1）乘用車

①上汽乘用車，規划到2019年實現500km續駛里程，電壓平台為450~500V。

②上汽大眾，2019~2020年沿用400V電壓平台，最大充電電流為250A，充電功率達到100KkW，未來希望15分鐘充80%電量。

③上汽通用，到2020年甚至到2025年都將沿用350V電壓平台，在2020年最大充電功率達到120~150KW，到2025年充電功率達到200-250KW

綜合以上信息現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表12快速充電系統需求指標-上汽-乘用車」。

表12快速充電系統需求指標-上汽-乘用車

（2）商用車

到2020年車輛電壓平台在550~750V，最大充電電流達到500A，最大充電功率達到350kW。

面向商用的快速充電設施輸出電壓保持在750V，輸出功率達到350kW。將以上信息現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表13快速充電系統需求指標-上汽-商用車」。

表13快速充電系統需求指標-上汽-商用車

◆核心部件

動力電池：乘用車採用升高充電電流來實現快速充電，故需要滿足大電流充電的動力電池目前供應商還無法解決大電流所帶來的高功耗。對於電動公交車使用磷酸鐵鋰或三元電池，且充電倍率達到2C即可，不考慮鈦酸鋰電池。

高壓零部件：車輛電壓平台短期內不會發生變化，高壓零部件可以滿足需求。但國內生產的750V等級高壓零部件可靠性有待提高。

快速充電介面：建議車輛目前所安裝的充電介面保持不變。電動公交車可同時發展受電弓和快速充電介面兩種技術模式。

◆快速充電體系發展

根據上汽集團對北京市、上海市電動計程車、電動客運車、電動公交車、電動物流車的充電需求匯總，在滿足日常車輛使用需求的前提下，電動計程車充電功率為105~120kW；電動客運車充電功率為60~90kW；在土地資源緊張的區域，電動公交車充電功率會傾向於進行350kW快速充電；電動物流車多使用30kW直流充電設施進行充電。將以上信息現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表14北京市、上海市不同用途電動汽車充電功率需求及充電場景表」。

表14北京市、上海市不同用途電動汽車充電功率需求及充電場景表

光儲充一體式快速充電場站的建設可將太陽能發電、動力電池梯次利用、快速充電結合起來，對電網削峰填谷，在減輕電力系統建設成本的同時，推動快速充電場站建設推廣，實現能源低碳化，同時保證一定的經濟收益。

◆問題和挑戰

整車製造企業技術路線決定充電設施製造、充電設施運營企業未來的發展路線，應加深各方之間聯繫，避免閉門造車，造成資源浪費。

基於目前國內IGBT、電池單體的等核心零部件的實際情況，乘用車充電功率大幅提高到350kW，將引發一系列問題，需結合產業現狀，逐步提升充電功率，同時應關注快速充電過程中大電壓、大電流可能帶來的電磁輻射問題。

◆技術指標

傾向於通過提升充電電流實現快速充電，到2020年，車輛電壓平台保持在300~400V，最大充電電流達到250A，充電倍率達到1.5C，最大充電功率達到100kW。到2025年，車輛電壓平台以300~400V為主，最大充電電流達到500A，最大充電功率達到200kW，實現充電五分鐘，續航百公里。同時再研究通過升高電壓平台來實現快速充電的800V高電壓車型。

在2020年及2025年，希望直流充電設施電壓平台在100~800V，覆蓋低中高壓車型，充電功率達到250kW。現將企業對快速充電系統的技術需求整理成「表15快速充電系統需求指標-長安新能源-乘用車」。

表15快速充電系統需求指標-長安新能源-乘用車

◆核心部件

動力電池：公司自身設計製造BMS並進行集成。預期未來動力電池能實現3C~5C倍率充電，並開發相應的熱管理系統。

高壓零部件：若採用800V電壓平台，現高壓系統的元器件耐壓等級無法適應，必須重新開發，目前的供應體系難以滿足量產需求，需要進行調整。

快速充電介面：建議車輛目前所安裝充電介面保持不變。目前250A規格的直流車輛插頭及其所連接線纜的重量過大，充電操作困難，用戶體驗較差，需考慮降低整體重量，降低充電操作難度，提升用戶體驗。

◆快速充電體系發展

隨著車輛續駛里程的不斷增加，充電焦慮的緩解，對於大多數乘用車用戶來說，會優先選用交流慢充樁進行目的地充電。電動計程車車主對於快速充電的需求較為迫切。

為提高充電設施的利用率及使用壽命，建議快速充電設施的輸出電壓覆蓋100~800V，並採用汽車級生產質量控制機制，來進行充電設施生產。

電動汽車快速充電體系的發展，應充分考慮動力電池充電倍率的發展、電動汽車用戶需求、快速充電設施的研發製造及充電設施運營企業的規劃等方面。

◆問題和挑戰

採用提升電流路線實現快速充電，要在保持現有300~400V電壓平台基礎上實現充電5~10min續航百公里，最大充電電流將達500A，會導致線纜加粗、母排尺寸增加、能耗增大、溫度控制難度增加，500A規格繼電器難以採購，增加整車設計難度和製造成本。

如通過將電壓平台升高到800V來實現快速充電，必須對車輛進行重新開發，並重新建立高壓零部件供應體系，導致高壓零部件採購成本增加，而且國內目前的800V高壓零部件資源減少，需採購國外產品，車型量產後可能會受制於人。

目前建設運營的充電設施單槍充電功率普遍不高於60kW，要滿足快速充電體系的發展需求，應對國內充電設施布局進行適當調整。

我國企業應加大高壓器件自主研發投入，提高器件整體耐壓等級、適當降低電流，加快配套零部件供應能力建設，減少熱損耗，為客戶提供最優性價比產品和良好便利的充電環境。同時應鼓勵各種充電技術發展，解決並驗證可能遇見的困難。全行業產業鏈各方參與討論，確定並引領未來快速充電體系發展方向。

◆技術指標

結合各整車製造企業關於快速充電系統看法以及所匹配的車輛端電壓平台、最大充電電流、最大充電功率等信息，以及充電設施端輸出電壓、最大輸出功率的建議進行整理，得出「表16各整車製造企業快速充電系統需求指標匯總表」。

表16各整車製造企業快速充電系統需求指標匯總表

（注乘用車充電設施端最大輸出功率要求為單槍功率）

在乘用車方面，主要通過升高電壓平台和升高充電電流兩種技術路線來實現快速充電。在商用車方面，將保持現有電壓平台，通過提高最大充電電流，來提高充電速度。

電壓平台：乘用車製造企業以及商用車製造企業普遍建議到2020年將車輛端電壓平台控制在750V以內，到2025年車輛端電壓平台不高於800V。對於走升高充電電流技術路線的乘用車製造企業，其未來的車輛電壓平台將不高於500V。

最大充電電流：採用提高電壓平台技術路線的乘用車製造企業，到2020年的車輛最大充電電流在200A左右，到2025年會逐步提高。對於採用提高充電電流技術路線的乘用車製造企業，到2020年的車輛最大充電電流將達到400A~500A，到2025年會逐步提高,由於充電電流過大可能會帶來的問題還沒有成熟的解決方案，故對2020年以後的規劃還不明確。對於商用車製造企業，到2020年最大充電電流將普遍達到500A~1000A。

最大充電功率：對於乘用車製造企業，到2020年最大充電功率將控制在100~200kW，2020年以後會逐步提升最大充電功率，到2025年最大充電功率將不高於300kW。對於商用車製造企業，到2020年最大充電功率普遍將達到350 kW以上，由於商用電動汽車未來的發展受外界環境影響較明顯，目前還無法規劃2020年以後採用的最大充電功率。

被調研整車製造企業對於未來快速充電設施建設需求。

輸出電壓：為提高快速充電設施的服務覆蓋範圍，到2025年之前其輸出電壓應在200~750V之間，到2025年，最高輸出電壓應達到800V以上。

最大輸出功率：以服務電動乘用車為主的快速充電設施，到2020年輸出功率最高應達到200kW，到2025年輸出功率最高達到300kW。以服務電動商用車為主的快速充電設施，到2020年應支持350kW充電輸出功率。

寧德時代新能源科技有限公司到2018年可量產滿足3C倍率充電的動力電池，電池單體能量密度達到200 wh/kg。通過系統性的嚴格控制電池單體溫度來保證充電安全，並通過在合理充電區間內進行高倍率充電，在保證動力電池使用壽命的同時實現快速充電。

對於純電動乘用車，電壓平台達到800V，最大充電電流達到400A,已可以滿足電動乘用車的使用需求，也沒必要將電壓平台提高到1000V，充電功率提高到350kW。

充電電流過高會增加電能損耗，同時對動力電池熱管理系統帶來巨大挑戰，目前還難以生產可進行1000A電流充電的產品。

微宏動力系統（湖州）有限公司根據動力電池特性，未來會採用通過提高電池包電壓平台來實現快速充電，並表示充電電流過高會對動力電池開發帶來很大挑戰。

沃爾新能源電氣科技股份有限公司目前在現有2015版國標基礎上，通過在車輛插頭和線束中添加冷卻系統，使車輛插頭在連接35 mm2線束的情況下，可承載400A電流進行快速充電，車輛插頭整體溫度能夠控制在50℃左右。

中航光電科技股份有限公司所開發的快速充電槍，可在現有2015版國標基礎上，通過在充電槍中添加冷卻系統，可安全的承載400A電流進行快速充電，並認為乘用車未來所需充電電流最高為400A。

以上提到的支持大電流的充電介面還未實現量產。現將信息匯總得於「表17充電介面企業所生產的快速充電介面性能參數表」。

表17充電介面企業所生產的快速充電介面性能參數表

◆技術現狀

經過對我國主要充電設施製造企業的系統調研，充電設施端已具備開展快速充電的技術能力。目前大多數企業已生產輸出電壓低於800V的充電設施，如將輸出電壓在800V基礎上提高，需要對高壓零部件供應體系進行升級。受限於目前國內車輛插頭的載流能力最高為250A，單個車輛插頭的輸出功率最高為180A，通過多個車輛插頭對一台車充電，充電功率可達到350kW以上。將各被調研充電設施製造企業反饋快速充電產品信息匯總得到「表18各充電設施製造企業快速充電產品信息匯總表」。

表18各充電設施製造企業快速充電產品信息匯總表

◆快速充電體系發展

參與充電設施製造企業一致認為，充電設施是為電動汽車服務，快速充電體系發展應由整車製造企業來主導，充電設施製造企業會依據整車製造企業的產品規劃，以及國內電動汽車市場狀況，生產相適應的充電設施。

在快速充電設施內添加液冷系統，對充電模塊、車輛插頭和載流線纜冷卻，可提高充電設施密封性、絕緣等級、可靠性和使用壽命。提高充電設施運營商的盈利水平，是未來的發展方向。

未來快速充電依然主要是通過充電介面連接實現電能傳導，受電弓適用於電動車輛行駛路線較固定的場景，對受電弓的使用需要關注電磁輻射以及接觸面防冰。

◆問題和挑戰

發展快速充電需要高度關注充電安全，尤其是溫度控制，最大的限制在於動力電池和充電介面。

目前所使用的250A規格車輛插頭及所連接的載流線纜重量較大，如僅通過增加線徑來達到更大載流能力，嚴重影響用戶充電體驗，希望能通過其他技術手段來達到提高載流能力的同時減輕載流線纜重量，提高用戶充電體驗。

目前市場上的充電設施故障率較高，應提高對充電設施的質量要求，保證充電設施的可靠性和使用壽命。

經過對我國電動汽車充電行業的系統調研，了解了國內主流整車製造企業、充電設施製造企業、動力電池製造企業、充電介面製造企業、充電設施運營企業等企業對我國快速充電體系發展的意見與建議。結合我國電動汽車充電行業發展現狀以及各方意見，此次快速充電系統聯合行動專項調研成果得出以下結論和建議。

借鑒日本、歐洲、美國等國家的經驗，結合國內車企的車輛生產、規劃和技術儲備等實際情況，我國應分步驟、分階段發展快速充電，隨著產業的發展，逐步提高對快速充電的要求，並應從乘用車和商用車兩方面對快速充電系統條件進行定義。

綜合各車企意見，到2020年乘用車充電功率達到100kW~200kW且30min內充滿80%電量，即可視為快速充電車型。2025年以前乘用車充電功率達到200kW~400kW且15min內充滿80%電量可視為快速充電車型。

根據國內車企實際情況以及量產車規劃情況，建議可採用提高充電電流和提高電壓平台相結合的技術路線。另一方面，鑒於GB/T20234.3-2015中關於車輛單個直流充電介面的額定電流不超過250A的要求，以及目前大部分車企的單個直流充電介面的電流都在125A~200A之間並沒有充分利用250A的上限要求，綜合權衡時間和技術實現對車企的影響，建議2020年以前充分利用電流提升空間來實現快速充電技術，但要注重提升車輛電壓平台的研發和技術儲備，2025年前，實現更高功率的快速充電技術。

◆技術路線建議

~2020年，快速充電系統充電功率範圍：100kW~200kW，單個直流充電介面充電電流不超過250A，電壓範圍：400~800V。

~2025年，快速充電系統充電功率範圍：200kW~400Kw，單個直流充電介面充電電流不超過400A，電壓範圍：800~1000V。

商用車的發展受國家和地方政策，大巴運營模式以及城市綜合交通發展多方面影響，各商用車製造企業對未來的發展僅能規划到2020年左右。目前商用車普遍處在750V高電壓平台，到2020年電壓平台將提升到1000V，充電電流將提升到500A以上。對部分載電量較大的商用車，到2020年最大充電電流將超過600A，充電功率將達到或超過350kW並實現3C倍率充電。

~2020年，充電介面方式會採用受電弓或者雙槍充電模式，快速充電系統充電功率範圍：300kW以上，充電電流400~600A，電壓範圍：700V~1000V。

表19中國電動汽車快速充電系統條件定義表

充電設施服務對象為電動汽車，為滿足我國未來快速充電車型的充電需求，兼顧社會其他電動汽車的充電需求，快速充電設施在2018年開始布局或更新換代的產品電壓應覆蓋200~800V（或200~750V）。快速充電設施在2025年之前輸出電壓應覆蓋200~1000V。

對於主要面向乘用車或小型商用車的快速充電設施，單個車輛插頭能承載400A的電流對車輛充電，在2020年前充電功率應達到200 kW，到2025年應達到300 kW。對於面向大型商用車的快速充電設施，到2020年，輸出電流應達到600A，輸出功率應達到350 kW以上。

最大輸出功率：以服務電動乘用車為主的快速充電設施，到2020年輸出功率最高應達到200kW，到2025年輸出功率最高達到300kW。以服務電動商用車為主的快速充電設施，到2020年應支持350kW充電輸出功率。

◆技術現狀

目前國內功率型動力電池的充電倍率最高能達到3C，電池單體能量密度達到200 wh/kg，更高充電倍率和能力密度的產品正處在研發驗證階段。但現在市場的動力電池大多數難以在保證安全和使用壽命的情況下實現2C倍率充電。

電量在0~80%之間為健康充電區間，能夠在此範圍內進行快速充電。為保證充電安全以及動力電池壽命，電量達到80%後，應降低充電功率。

◆發展方向

如通過提升充電電流來實現快速充電，會導致動力電池系統的能耗增高、產熱量增加，同時會帶來內部載流部件尺寸增加，提高動力電池的熱管理難度並降低系統能量密度。故動力電池製造企業更傾向於通過提升電壓平台，來實現快速充電，目前電壓平台可達到800V，在此基礎上充電電流達到400A已完全能夠滿足乘用車用戶所需要的充電速度。

◆技術現狀

目前國內的高壓零部件生產企業已與各整車製造企業及充電設施製造企業建立了完善的供應體系。300~400V電壓等級的高壓零部件佔國內市場主流，同時有少量企業能夠生產800V電壓等級的高壓零部件，但由於產品本身的製造工藝要求較高以及沒有形成規模化的原因，目前單價較高。800V電壓等級以上的高壓零部件目前無法實現國產。

◆發展方向

隨著快速充電體系的逐步建立，國內高壓零部件生產企業加大對800V電壓等級產品的研發和量產，隨著產品技術成熟和產量提升帶來成本下降。

同時，隨著技術的不斷進步，希望未來的高壓零部件能突破800V電壓等級，並與國際先進產品接軌。

快速充電連接裝置主要包括充電介面和受電弓。

◆技術現狀

依照GB/T20234.1-2015、GB/T 20234.3-2015、GB/T 27930-2015等標準要求，國內目前單個充電介面最大載流電流為250A。而由於充電介面在使用過程中存在端子接觸面磨損、沙塵侵入端子接觸面以及材料老化等問題，造成充電介面載流能力降低，發熱量增加，實際使用過程中充電介面普遍難以達到250A的充電電流。而且目前載流能力較強的充電介面及所連接的載流線纜的重量較大，不便於用戶使用。

目前受電弓已在鎮江、重慶、成都、蘭州等城市投入使用，可以滿足公交車的快速充電需求。

◆發展方向

快速充電未來主要將主要通過充電介面來實現電能傳導，受電弓更多的會應用在車輛行駛路線較固定的使用，對受電弓的使用需要關注電磁輻射以及接觸面防冰。

為滿足未來快速充電的需求，同時提升用戶體驗，需要將2015版新國標充電介面和載流線纜的載流能力進行提升，並降低重量。

考慮到舊國標充電介面升級為2015版新國標，對行業內企業所帶來的影響，希望未來所採用的快速充電介面與2015版新國標充電介面兼容，在充電介面內關鍵位置設置溫度檢測點並做好漏液檢測。

目前國內多家充電介面製造企業通過在2015版新國標車輛插頭和載流線纜的基礎上添加冷卻系統，使充電介面能夠安全的承載400A電流，同時實現減重，也降低了充電介面溫升數值，提升了充電體驗。此類產品目前還未量產，需要儘快開展進一步驗證。

快速充電能夠提升電動汽車用戶使用體驗，是未來的發展方向。充電設施不僅僅只是電氣設備，更是重要的社會資源。快速充電體系的確立，應依照我國實際國情，從我國行業技術發展現狀、電網系統、國內企業利益等方面出發，通過電動汽車充電行業上下游企業間的深入探討，並結合不同電動汽車用戶對快速充電的需求迫切度的不同，進行系統性的規劃。

適宜的快速充電體系，應能夠滿足社會上大多數電動汽車用戶的充電需求，實現社會資源的合理利用，並能夠助力於國內相關企業的技術升級，幫助國內企業利用中國市場的培育逐步提升國際競爭力。

短時間內大幅度提高充電功率會大大增加整車製造成本，並提高系統安全性風險。所以快速充電體系的建立要為產業升級留出時間，避免冒進式發展所帶來的一系列問題。應考慮國內相關產業鏈的技術水平和供應能力，逐步建立發展快速充電體系。對於目前部分歐美車企所推崇的350kW甚至更高的大功率充電體系，技術層面應儘快開展相關研究和驗證，積極提升國內產業水平；但政策推廣層面建議在考慮國內產業情況的基礎上適當謹慎對待。

電動汽車的應用場景不同，帶來用戶對快速充電的需求迫切度不同。就目前調研中所收集到的信息來看，快速充電技術主要有以下幾個應用場景。

◆電動計程車、共享電動汽車

電動計程車和共享電動汽車的日平均行駛里程、使用頻率遠高於其他的電動乘用車，需要快速的電能補充，普遍希望車輛能具備快速充電能力。

◆部分電動公交車

公交車的性能參數主要受各城市公交運營公司影響，從而也導致了不同城市的電動公交車對於快速充電需求的不同。對於注重實用便利性、車輛利用率的公交運營公司來說，會傾向於採購快速充電型電動公交車，並為其配建專用的快速充電設施，主要為快速充電機和受電弓。

◆電動私家車普遍無固定充電車位的區域

根據對電動汽車私人用戶調查了解到，如能夠通過住宅小區或單位內部停車場等區域找到固定充電車位，實現目的地充電，滿足車輛的日常充電需求，即可大大緩解充電問題，只考慮使用快速充電設施進行應急補電。而對於北上廣深這類一線城市，土地資源較為緊缺，會存在部分電動私家車用戶無固定充電車位，故就必須通過快速充電來完成能量補給。

◆高檔電動汽車

快速充電能顯著減少充電用時，甚至能夠使充電如加油一般快捷的，對於一些高端電動汽車用戶具有一定的吸引力。

◆高速公路沿線

目前電動汽車能量補給時間遠高於燃油車，隨著未來電動汽車的市場佔比逐步提高，如不能降低能量補給時間，目前高速沿線的充電場站將無法滿足需求，這就需要快速充電設施及所對應的快速充電汽車。

應重點關注快速充電的安全性。快速充電會對動力電池、車內高壓零部件等帶來更嚴峻挑戰，電流增加帶來散熱問題、電壓提升帶來電氣安全隱患，因此需要提升動力電池熱管理性能，保證高壓零部件的可靠性，在量產前應對零部件、模塊和整車進行大量的驗證。

電動汽車用戶及關注充電速度也關注動力電池的使用壽命，發展快速充電也應重點關注其對動力電池使用壽命的影響。通過從動力電池本身的材料特性分析，動力電池壽命會隨著充電倍率的增加而縮短，但目前還沒有公開的量化數據評價快速充電技術對動力電池壽命的影響。建議下一步開展快速充電系統的實證試驗以積累充電數據支撐快速充電系統的開發。

我國企業應加大高壓器件自主研發投入，提高器件整體耐壓等級、適當降低電流，加快配套零部件供應能力建設，減少熱損耗，為客戶提供最優性價比產品和良好便利的充電環境。

一方面，國內車企對此項技術還普遍處於預研、規劃階段，隨著歐美車企提出的350kW以上的大功率充電技術的實現和車輛的量產，對於電動汽車達到燃油車的使用體驗有極大的促進作用。建議車企加快快速充電系統的研發和技術儲備工作以應對國外車企的挑戰，另一方面，國內充電設施運營企業也應更加註重快速充電系統的提前布局，在建設充電樁/場站時預留電力容量和線纜冗餘。

GB/T20234.3-2015中關於車輛單個直流充電介面的額定電流不超過250A的要求和GB/T 27930-2015中明確規定了充電過程電流偏移量最高為-400A，按照標準要求則無法使乘用小客車在單個直流介面使用超過250A的充電電流以及商用車在兩個直流介面使用超過400A的充電電流，標準的這一要求也限制了提升電流來實現快速充電系統的可能性，建議根據快速充電系統的需求和發展適時對相關標準進行修訂。

車輛端的充電介面的尺寸已經重新按照2015版五項國標的相關要求進行修改，快速充電介面應與現有介面兼容。若今後針對快速充電採用新介面，建議在兼容2015版國標充電介面的基礎上開發Combo類型的介面。不建議使用快速轉接頭，因熱失控等安全隱患較明顯。

end

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