隨著中國新能源汽車的不斷發展，秉著“車樁相隨”的原則，我國充電樁產業也不斷迸發出強勁的生命力，充電樁初步形成了經濟效益。在上文中，我們已經初步討論過充電樁行業發展的三大驅動力：汽車的電動化趨勢、政策的扶持以及車樁配比缺口帶來的市場需求。本文中，我們將嘗試解析我國充電樁的技術現狀和未來技術發展趨勢。

　　目前市面上的充電樁可以分為多種類別(見表1)，隨著新能源汽車不斷推廣，對充電樁的需求也不斷提升，在此大背景下，充電樁技術取得了一系列突破，但也面臨著不少的難題。

　　表1 市面上的充電樁類別劃分

　　充電樁需求旺盛，技術瓶頸有待突破

　　新能源汽車的崛起已是大勢所趨。新能源汽車的動力供給—充電樁，同樣前景光明，充電樁市場剛性需求持續旺盛，2018年1月-5月新增公共充電樁5.23萬個，月均新增公共類充電樁約1.05萬個，相較2017年前5個月，增速大幅提高。另外，近幾年，國家發布了一系列有利政策和標準推動充電基礎設施的建設。其中，《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020)》明確提出，到2020年新增集中式充換電站超過1.2萬座，分散式充電樁超過480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。隨著政策的拉動和市場機制的完善，充電樁市場增長態勢更為強勁。

　　盡管目前充電樁市場需求旺盛，但充電樁技術還存在很多不足。現有采用的充電樁技術中，充電樁由電氣控制單元、充電單元、充電控制器、人機界面模塊、讀卡器、通信模塊、電度表、增值服務及監控運營系統等構成，其中充電的核心部分是電氣控制單元。充電樁核心充電模塊結構原理如圖1所示，通過將充電模塊進行多路并聯可以組成不同的充電樁，從而調節功率的大小。接下來筆者將嘗試梳理目前充電樁技術發展中的瓶頸：

　　圖1 充電模塊結構原理

　　首先是是現有市區停車場的配電容量無法滿足發展大功率充電樁的需求。充電樁汽車屬于三級電力用戶范疇，設備容量大于100kW的充電樁對應的供電等級在10～20 kV，設備容量小于100 kW充電站對應的供電等級在380 V。一座配有10臺500kW充電樁的充電站，需要的配電容量在5000kVA。按照國標要求，需要建立獨立的變電站，這在市區內絕大多數的停車場都不太可能實現，因此，快充充電站適合建設在城市郊區。

　　另一方面則是現有的導體材料和接頭工藝技術還無法滿足需求。以目前所有的充電樁技術，要實現快速充電就不得不加大輸出電流，這要求導體材料和接頭必須可以承受幾百安培的電流。根據歐姆定律(P=I2R)可以得出，導體自身的損耗隨電流的平方不斷提高，因此在充電電流達到數百安培的條件下，只有保證導體材料和接頭處電阻降低到一定程度，才能避充電過程中產生過大的熱量，車輛充電安全才能得以保障。

　　充電樁技術發展趨勢

　　盡管新能源汽車具有節能環保的優勢，但要真正替代傳統燃油車，成為人們主流的交通工具，新能源汽車的續航里程仍需要不斷延長，充電效率也需要不斷提高，充電時長更需要進一步縮短。而電池的容量、材質、密度、電池組管理系統BMS的能力和充電樁自身的輸出功率，都會對汽車電池的充電效率產生影響，因此，只有在發展電池技術的同時，不斷突破充電樁技術的難點，才能有效縮短充電時長。這也意味著高倍率充電的實現，依賴的不僅僅是電池組能量密度的增長，還需要充電樁功率的提升。由此看來，未來研發的重點之一將是大功率充電樁，未來的主流配置也將是350kW以上的充電機。

　　為提升充電效率，國內學者提出的“柔性充電”的概念，該技術的亮點在于根據不同的情況靈活地對充電功率進行分配。具體過程指將制定的充電模塊組合成具有超大功率的充電堆，通過采用功率動態分配的技術對集中停放的新能源汽車充電，在停車區充電車輛較多時，可以將充電模塊分開使用，當對充電功率要求較高時又可以集中使用。“柔性充電”的資源共享模式有利于提高對充電資源的利用率，提高充電效率的同時又降低了成本，未來可以廣泛投入到實際應用的區域主要在集中停車區。

　　值得一提的是，“閃速充電(FlashCharging)”概念也逐漸火熱。目前，市面上普通的慢充時間從幾個小時到十幾個小時不等，而瑞士ABB集團已經開發出了能在15s內完成汽車充電的電動巴士技術，即“閃速充電(FlashCharging)”。“閃速充電”的充電功率可以達到400kW，具體指的是在行駛路線上設置充電點對電動巴士(乘員135人)進行充電，充電點設置于車輛的上方，激光控制移動臂與其相連，可以在15s內為電動巴士提供足夠行駛至下一個充電站的電力，時間相對較長的完整充電可以在線路終點站進行，為汽車提供更加充足的動力行駛更長距離。從長遠來看，隨著電池能量密度的不斷提高和充電功率的不斷發展，未來電動車充電時間有望縮短至普通汽車加油時間相仿的程度。

　　此外，國際上無線充電技術也逐漸成為行業關注重點之一。一項可實現20kW充電功率的新型無線充電技術不久前在美國能源網站上發布，該技術充電功率是目前充電樁的三分之一，在未來這項無線充電技術的功率有望達到50kW。無線充電技術的最大缺點就是速度相對較慢，但其擺脫了有線充電中電纜的限制，具有更加方便、安全的特點，可以應用在停車場、升降機車庫等等多個場景中。隨著無線充電技術的不斷發展，公交車、卡車等車型也可以采用該系統，當技術發展到一定程度，未來甚至可以在電動汽車行駛的過程中進行充電，實現無限續航的目標。

　　結語

　　一定程度上來說，充電技術未來發展的方向是大功率快充，但整體上充電樁的發展還受到汽車電池技術、電網容量配置、導體材料等多種因素的限制。未來還應以慢充、快充相結合的方式作為補充。首先是根據停車時間的長短設置快充和、慢充充電樁：城市郊區和高速服務區由于停車時間相對較短，建議建立快充充電樁，市區停車場則可以采用慢充充電樁。另外，還應促進充電樁的多樣化發展，以無線充電和閃速充電為補充，將閃速充電區設置在城市的各路段，為電動汽車提供動力延長續航里程。此外，還必須從應用的智能化、多樣化，技術的標準化和管理的網絡化發展，利用大數據、互聯網+等技術手段，促進信息的互聯互通、開放共享，促進充電樁網絡和車輛匹配度的提高，從而推動新能源汽車更加綠色、安全、快捷。