摘要：电动汽车的快速发展，对充电服务网络的建设带来了挑战。文章介绍了全球电动汽车充电网络发展现状和商业运行的问题，分析了充电设施和运营商开展互联互通的必要性，提出了充电设施互联互通的实现原则与技术路线，并对充电服务互联互通的应用前景进行了展望。
0引言
电动汽车作为一个新兴行业，在各国政策促进和资金扶持下，电动汽车基础设施建设得到快速发展，与此同时，随着公众对电动汽车认可度的不断提升，电动汽车市场占有率稳步上升。
据统计，目前电动汽车全球市场占有率为1%。其中，挪威是全球电动汽车人均保有量最多的国家，其市场占有率为23%，荷兰的市场占有率为10%，瑞典、丹麦、法国、中国和英国市场占有率超过1%。
2015年，中国电动汽车市场首超美国，成为全世界电动汽车的第一大市场，电动汽车销量超过了25万辆，同时也是电动公交车发展最强劲的国家。美国作为全世界电动汽车的第二大市场，2015年电动汽车销量超过了18万辆。
特斯拉作为风靡全球最具代表性的电动汽车，在美国本土市场一直受到车主追捧，其他畅销车型有雪佛兰沃蓝达和日产聆风。而宝马、大众等欧洲传统车企也相继跟进，逐步扩大销量规模。
电动汽车的大规模推进，对充电服务网络的建设带来了挑战，众多车型，不同的充电方式，各种连接器的标准，以及不同的充电服务运营商的市场化竞争行为，给充电服务带来了一系列的问题。本文介绍了世界各国的充电设施建设情况，对充电设施的互联互通进行了探讨。
1 全球电动汽车充电网络的发展趋势
欧洲充电设施建设情况
挪威是电动汽车市场渗透率最高的国家，其中插电式混动纯电动车占到市场份额28%以上，保有量12.4万辆。挪威的充电设施发展比较早，分布相对比较集中，目前有2000个充电站和充电桩，以交流充电桩为多数，直流充电只占12%。从选址来看，充电设施配置在道路附近为最多，占比54.5%，其他配置在服务站、酒店和停车场等区域，占比30%。
法国是欧洲充电桩数量最多的国家，目前已有7700多个充电站，33 000多个充电桩。法国的充电桩也以交流充电桩为主，这些充电桩的规格是按照雷诺汽车公司制定的功率为三相22kW设计，支撑了巴黎电动汽车分时租赁。在法国政策的指导下，充电设施布局也更加多元化，除了在公共道路配置充电设施之外，在停车场、商店等区域进行多元化的充电配置。
德国先发展插电式混合电动车，逐渐过渡到发展纯电动车，宝马、大众，奔驰等车企都分别推出了插电式和纯电动车型，数量超过8万辆。德国的充电基础设施以交流充电为主，采用分时租赁方式配置交流快充设施充电功率为11kW，与法国充电设施相似。与此同时，德国也在不断创新充电模式，在柏林，创业公司Ubitricity把路灯和电动汽车充电桩结合起来;“史瓦科”推出一款“咪表充电”产品，将电动汽车充电桩和停车自动收费机合二为一，并且配备上各种付费方式，除了可以提供充电，充电桩也还可以提供WiFi、地图、广告显示、失物招领等多种功能。
英国以充电网络运营商为主导，随着电动汽车的销售增长，英国电动汽车市场竞争激烈。据统计共有2 700多个充电站点，12 000万个充电桩。其中商业运营的充电网络包括Polar Plus、Charge Your Car(CYC)、Electricity等，Polar Plus有4000个充电站点，用户加入可享6个月免费服务，以后每月支付7.85英镑;Charge Your Car(CYC)拥有2 000个充电站点，年费为20英镑;Electricity主导高速公路周围的直流快速充电桩。
欧洲的电动汽车发展，不同国家的政策不尽相同。2016年，欧洲的电动汽车增长趋于平缓，一些国家的市场渗透率随之稳定。欧洲的充电基础设施发展，前期聚焦于城市，未来会打通高速公路，以方便用户在城际间旅行。未来电动汽车充电设施发展有两个重要方向，一是建设大功率充电网络，二是建设更加友好和方便的无线充电网络。
1.2 北美洲充电网络的发展状况
与欧洲不同，北美洲的充电网络主要集中在美国和加拿大地区，其部署与建设方式主要以市场化的商业模式为主，由不同的充电网络运营公司建设和提供服务。
Aerovironment简称AV，充电桩的先驱品牌，AV充电桩以交流快充为主。最开始在俄勒冈州发展，之后在华盛顿增加少量充电桩，充电站数量100个左右。计费方式为两种：其一是19.99美元/月无限量重复使用;其二是单次计费，直流快充为7.5美元/次，慢充为4美元/次。
CarCharging在2013年10月购买了Blink Network持有权，目标是安装8300个充电桩。Blink已经覆盖到25个州。客户申请一张Blink的信用卡，通过手机App完成开卡消费。Blink采用电度计价，慢充费用为0.39～0.79美元/kWh，直流快充为0.49～0.69美元/kWh。在不能用电度计价的地区，慢充费用为0.04～0.06美元/min，直流快充费用为6.99～9.99美元/次。
Chargepoint前身为Coulomb Technologies，自称在14个国家建有最大的充电网络，是充电网络的引领者。充电站数量3084个，覆盖43个州。ChargePoint免费申请充电卡，第一次使用时会在用户信用卡上扣除25美元，可以在ChargePoint的任何充电网点使用。充电计费根据客户的类别决定，现在很多的充电网点可免费使用。
The Electric Circuit是魁北克最大的充电网络和主要服务商。85个机构与The Electric Circuit合作，有350个充电网点。在覆盖魁北克省15个地区的90个市，可免费申请新卡，初次申请时需要支付10美元，在240V电压下快充4次/h。
eVgo是NRG能源公司的子公司，全美最大的零售售电公司，售电量达到47 000MW。eVgo用清洁能源发电，其中包括太阳能光伏、太阳能热电等低碳技术，充电桩网点150个左右。eVgo为用户提供3种充电计费方案，第1种是30美元/月，签1年合同，EV用户可以无限次数慢充和快充充电;第2种是40美元/月的家庭套餐，签3年合同，帮客户安装家用充电设施;第3种30美元/月工作套餐，计费方式属于套餐制。
GE Wattstations充电网点数量270个，覆盖32个州，包括华盛顿特区和波多黎各。WattStations都需要使用RFID卡。
Greenlots是为其他充电网络提供解决方案的公司，服务范围在美国大部分地区，甚至包括夏威夷、加拿大和新加坡都有网点。Greenlots云平台利用整合公共充电网络资源提供公开共享的充电系统。一是通过下载免费的App并添加信用卡信息，在充电一栏输入充电网点ID或者扫描二维码;二是直接使用RFID卡充值;三是可以拨打客服电话充电;四是直接刷信用卡。
Semaconnect大约遍布弗吉尼亚等20个州。其使用方法是登录官网开户，申领RFID卡，同时也可以使用手机App。
ShorePower Connect是专业运营商用车充电站点的服务商，同时为个人电动汽车服务。大多数充电网点提供适配的充电电缆和装置。充电站数量大约有425个，2000个充电桩，覆盖范围包含美国30个州，使用电话或者浏览器启动服务，启动服务需要1美元。
特斯拉为自有汽车品牌服务，截止到2014年7月部署的“Supergers(超级充电机)”在全美已有104个。特斯拉电动汽车在超级充电机上充电不需要任何充电卡，而这个超级充电机也只能为特斯拉汽车服务，充电免费。
1.3 中国充电设施的建设情况
中国自2008年北京奥运会以来，电动汽车开始推广，逐步建立起充电设施，建设的主体为国家电网公司和南方电网公司等国有企业。自2014年以来，电动汽车在国内得到了迅猛的发展，销量一度超越了历年电动汽车销量的总和，2014年也被称作中国电动汽车发展的元年。2015年，随着我国政策的的大力推动，越来越多的民营资本进入充电设施建设领域，充电设施的运营企业发展壮大到了十几家，充电设施的建设数量突破10万个。不同运营商分别建立起各自独立的运营服务网络。
随着运营服务的技术创新，以充电网络为平台，使用App进行付费的方式渐渐开始替代充电卡的方式，并被赋予越来越多的增值服务的功能。不同类型的公司在充电网络建设和服务提供上，分化了各自不同的角色。从设备生产制造、充电网络的建设、平台的开发到服务运营等，形成了一个既分工协作，又不断竞争的产业体系。
2 充电设施互联互通的必要性
2.1 互联互通是促进市场化
良好发展的必要基础
当前国内主要的充电设施运营商至少有10家以上，每个运营商都发行自己的充电卡和App应用，而不同运营商的充电卡和App无法实现共享和通用。同时，充电设施的建设又滞后于电动汽车的市场销量，建设初期充电桩的数量远远少于电动汽车的数量，这给电动汽车的使用者带来很多烦恼和忧虑。为了寻找到就近的充电站，电动汽车用户不得不申请多个充电运营商的充电卡，下载注册多个App。
另外，由于我国充电设施技术标准在发展的初期还不够完善，在车辆接口兼容性、充电过程安全等方面还存在差距，电动汽车使用者即便找到充电桩，如果没有匹配该型号车辆，还是得不到有效的充电服务，这使充电桩服务能力进一步受到了限制。
因此，实现充电桩与车辆的兼容性，实现不同运营商充电设施的共享与互联互通，有利于电动汽车发展和提高充电设施服务能力。实现兼容和共享，能大大提高充电设施的利用率，减少电动汽车用户的顾虑，提振用户对电动汽车的信心和期望，促进电动汽车行业的良性发展。
2.2 互联互通是公共安全和行业管理的重要手段
我国是全球电动汽车发展的巨大市场，电动汽车的规模居于世界前列，由于我国地域辽阔，南北气候特征差异很大，各地经济发展也不平衡，充电安全问题是行业发展过程中的重中之重。同时，通过制定统一的互联互通技术规范，将充电设施的建设与运营服务信息推送给基于公共安全管理和行业监管的公共平台，实现行业规范管理的信息化，制定统一的平台接口，避免重复开发与资源浪费，是促进电动汽车产业良好发展重要手段。
3 充电设施互联互通的主要内容与技术路线
3.1充电设施互联互通的主要内容
通过调研国内外充电服务设施，以及相关的设备标准，在充电运营商服务网络实现互联互通，至少包含三个层面的内容：第一是充电设施与车辆接口的互联互通，包含了连接器的结构、电气能力、工作逻辑的兼容性;第二是充电服务的信息的互联互通，充电设施服务商通过该接口将充电设施的服务信息，如场站信息，设备信息等，共享给相关的其他平台，使其他相关方能够获取到服务商的设施情况;第三是运营商与其他运营服务商之间的充电业务互相的调用，提供更广泛的服务，即实现充电动汽车使用者的漫游充电。
基于以上的互联互通服务内容，基本的技术路线是通过制定相关的接口标准，规范统一接口的应用和信息的交互与功能的调用。
3.2 互联互通的技术路线
制定和完善标准，并在行业内贯彻与执行标准，是实现互联互通的基础。
充电设施与车辆接口互联互通，是为了实现充电设施广泛适应性，以及安全保护必要措施的一致性。在参考IEC 61851相关部分的基础上，结合GB/T 18487.1和GB/T 20234系列标准，GB/T 27930标准等5项主要接口标准，由国家标准化委员会工作组牵头，广泛征集行业内相关机构与充电设施企业的意见，进行了关键性的修订，于2015年12颁布最新版本。2016年，中国充电基础设施促进联盟组织了2次基于这5项新国标的互联互通测试，将有力推动接口互联互通的进程。
充电服务运营商充电服务信息和支付的互联互通，在国际上还没有可参考的标准。我国作为电动汽车的最大市场，充电服务运营服务与欧美国家相对成熟的标准体系还存在一定差距。电动汽车充电设施行业经过这几年来的发展，其标准化体系在国标委组织和行业内企业的积极参与下，已逐步建立和完善，形成了以国家标准和行业标准为主导，以团体标准为先行先试的格局。在国内主要充电运营商的参与下，中国电力企业联合会团体标准T/CEC《电动汽车充换电服务信息交换》系列标准已发布，它将为信息互联互通提供规范和依据。
《电动汽车充换电服务信息交换》已发布的标准包含四部分，分别为《第1部分：总则》、《第2部分：公共信息交换规范》、《第3部分：业务信息交换规范》和《第4部分：数据传输与安全》，分别从体系框架、公共信息、业务信息以及传输安全性方面，提出了统一的技术规范，并开始在中国充电设施促进联盟成员企业内部推广和试点实施。
基于标准的技术规范是建立电动汽车互联互通基础，但是真正要实现互联互通并非易事。不同运营商的服务模式的差异性，用户对于计费方式的接受程度，以及运营商之间商务合作模式，这些问题对开展运营服务互联互通带来很多挑战。在行业管理与公共服务方面，不同地区对管理的要求有也不尽相同，公共平台有技术规范后，还需要通过技术开发和资源投入去实现。虽然还有众多的困难要去克服，但是标准已经迈出历史性的一步。
5 结语
充电设施作为电动汽车行业中的重要环节，具有很大的市场空间，然而充电运营服务的商业赢利模式还未明确。普及和提高电动汽车的市场规模是行业健康良好发展的前提。充电设施服务的互联互通的效果对市场有很大的推进作用，为电动汽车使用者解决有桩不能充等现实问题。
但是互联互通的作用远不至此。如基于充电安全和智能化，车与桩的交流充电的信息交互方式，大功率充电的充电连接器接口规范，无线充电的技术规范等。另外，电动汽车作为新能源的一个重要组成，电动汽车有序充电、参与电网协同调度和需求侧响应、V2G/V2H能源双向流动，充电服务运营商与上下游企业和其他第三方，如动力电池企业、智慧社区、车辆保险等各相关方通过数据和信息交换，可实现基于大数据服务与行业资源共享应用。能源互联网是基于能量双向流动和信息交互前提下的能源互联，电动汽车作为移动储能和电能替代的重要载体，充电服务网络是能量双向流动的途径，充电网络的信息化智能化必定有及其广阔的发展空间与应用前景。
作者简介
周强，高工，从事电力系统自动化、电动汽车充放电研究与应用。
引文信息
周强.电动汽车充电服务互联互通问题的探讨[J]供用电，2017,34(1):19-23.
ZHOU Qiang. Discussion on the Interconnection of Electric Vehicle Charging Service
[J].Distribution&Utilization,2017,34(1):19-23.
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原标题：周强：电动汽车充电服务互联互通问题的探讨
