我國規劃到2030年電動汽車規模達1億輛，必須建立滿足規模化電動汽車每天充電的“充電網”。充電網連接著配電網，和電動汽車間形成安全智能充電和汽車大數據應用，對客戶通過互聯網鏈接需求和個性體驗，實現低谷充電、高峰賣電，實現新能源車充新能源電。充電網的完整技術體系涉及技術的多學科、控制的多系統、問題的多維度、應用的多場景，是高度復雜的汽車、能源、人之間的技術和應用的新鏈接、新融合，具體包括17項關鍵技術。

1.新型高效電力電子器件應用技術

第三代寬禁帶新型電力電子器件的設計及應用技術帶來了充電網功率模塊在更高電壓等級、更高功率密度和更高效率等諸多方面的突破，需要以此為基礎持續改進充電用電力電子模塊的基本拓撲、結構封裝以及綜合集成技術。

2.充放電雙向靈活變換和控制技術

規模化電動汽車將成為分布式移動儲能資源，雙向拓撲及四象限控制技術將逐步取代現有的單向拓撲控制技術，并提供更寬的功率變換范圍，支持對端口電壓、電流及其變化速率等進行更靈活的調整，實現車和電網之間的雙向能量交互，適應并改善電網側的電能質量。

3.充電網和汽車間的主動安全防護及故障隔離技術

電動汽車的充電安全系統中包含了車輛、電池、用戶、電網、環境等因素。主動防護安全技術構建了互為備份、協同互動的安全保護策略，同時實現了電池安全、車輛安全、人身安全、充電設施安全及電網的安全，大幅提高系統安全性。

4.大功率柔性充電及電池壽命提升技術

大功率充電需要保證充電安全、支持延長電池壽命，需要針對不同車型、不同電池類型和不同的工況，計算出不同的充電和防護策略；需要實現電池類型的自識別，解決大電流、高電壓帶來的系統發熱及拉弧等自身安全問題。

5.基于大數據的群管群控有序充電及車主、電網智能互動技術

電動汽車充電服務需要通過有序充電錯開電網的高峰，需要為電網的調峰調頻提供支撐。需要以市場機制為基礎，把電網對輔助服務的需求和電動汽車移動儲能的供給有效連接起來，充分激勵電動汽車的擁有者釋放出移動儲能資源。

6.車、充、網、平臺的高可靠通信及控制技術

廣域互聯充電網支撐體系融合小微傳感器，借力物聯網，實現電動汽車、充電設備、分布式微網的全維度狀態精確感知。基于高并發通信處理框架與負載均衡的物聯網數據橋接器，輔以車、充、網、平臺的通信全過程監控診斷技術，提供可靠的充電服務。

7.充電網和新能源微電網的直流柔性融合和能量路由技術

融合電動汽車充電網的新能源微電網采用柔性交互的交直流設計方案，實現源和負載之間的高效交互。高級微網控制器實現微網的控制、保護、在線安全分析、智能傳感器接入、電能質量監測、云端互動等功能；能量和信息雙向、透明、友好交互，實現多端口靈活變換的能量路由器。

8.充電網的故障分析、隔離和快速恢復技術

充電設備需要準確定位故障的位置，精準快速隔離和切除故障的單元，保障系統級的運行不受局部故障的影響；還要能夠智能分析故障的屬性，采取嘗試重新投入、切入備用的模塊等措施，確保車輛能夠及時充電。

9.面向無人駕駛的人工智能充電弓和無線充電技術

面向公交等大型無人駕駛車的大功率人工智能充電弓，通過持續監測觸頭壓力、接觸電阻、溫度等指標和人工智能分析，確保可靠接觸并解決除塵、除雪等困難。面向乘用車和商用車的無人無線充電方案，通過解決活物和異物檢測、電磁兼容、互操作性等困難，持續提升無線充放電效率。

10.規模化大功率汽車充放電的電網互動協同技術

電動汽車充電基礎設施需要最大限度減少對電能質量的損害并主動治理。能夠合理安排充電啟停和功率調整，控制和電網交互總功率的變化速率，抑制浪涌和下陷產生，減小對電網運行的沖擊。

11.跨平臺的互聯互通及信息安全防護技術

通過與政府監管機構、主機廠、車輛運營商、電網企業等外部系統以及地圖、支付等互聯網平臺進行互聯互通，實現充電安全監管、充電站信息共享以及電網輔助服務和能源交易。需建立系統化、標準化的安全技術和管理體系，確保用戶支付和隱私等信息安全。

12.超大規模云平臺高并發與高可用技術

充電云平臺系統具備高并發的互聯網技術特性,同時又具有實時性強、可靠性高的工業控制系統特性。需要支持包括充電數據、汽車工業數據、智能硬件數據、能源交易和結算數據等異構多源海量數據的采集、清洗與分析，為智能充電和能源管理等運營運維提供保障。

13.基于充電網的汽車工業大數據分析診斷技術

充電網、互聯網、物聯網、能源網和交通網相融合而積累的海量數據，需要利用機器學習等技術進一步轉化為直觀、可理解的信息。要將運行和維護決策反饋到控制系統，構建“數據—知識—應用—數據”的閉環，不斷提升模型的自主認知、學習和重構的能力。

14.基于海量傳感器和人工智能的透明充電網在線診斷與智能運維技術

充電基礎設施具有分散分布及戶外運行的特點，需要基于海量傳感、工業大數據平臺和人工智能方法，實現設備健康狀態診斷和故障預警等功能，實現被動維護向智能化主動運維升級；需要結合社會化運維系統，提高運維效率，降低運維成本。

15.基于大數據云平臺的能源系統和充電體系的深度融合技術

規模化的充電網將和能源系統深度融合，形成物理上分離分布、運行上協同互動的有機整體。需要大數據云平臺為電動汽車的出行需求和放電能力提供精準預測，和能源網的計劃及交易系統相銜接，實現有效平抑能源網中多時間尺度的波動，防御和應對能源網中各種規模的擾動。

16.基于區塊鏈的計量、計費和分布式交易結算技術

蓬勃發展的區塊鏈技術為分布式的計量、計費、結算流程提供了全新的分布式記賬支撐，電動汽車充放電相關的能源交易或共享以及碳足跡標定和交易是適應區塊鏈技術的典型應用場景，充電網中將涌現出越來越靈活豐富的交易模式。

17.變電、配電、充電、放電、光伏、儲能一體化集成技術

充電基礎設施需要將變電、配電、充放電、光伏、儲能進行戶外一體化箱式結構設計，提高系統的的集成度和能量轉換效率，減小設備占地空間并實現工廠預裝。模塊化的功率分配單元（PDU）大大提高了電力電子模塊的利用率，使功率輸出和分配更具柔性。

充電網是電動汽車賴以生存的基礎設施新網絡，是連接車聯網、互聯網形成的“三網融合”新能源互聯網，是智能制造+充電運營+數據服務的價值閉環新生態，是新能源和新交通雙向深度融合的新產業，需要這17項關鍵技術來支撐。

（作者單位：青島特銳德電氣股份有限公司）