随着全球对可持续交通方式的需求增加, 电动汽车 ( EV) 市场正在快速增长。 国家政策、 环境保护意识的提高以及技术的进步推动了这一趋势。 因此, 关于电动汽车的充电和换电基础设施的规划、 建设和管理的知识变得至关重要。
充电站和换电站的规模化布局面临多方面的挑战, 包括地理位置选择、 能源供应、 网络连接和用户体验等。 本书提供了专业的解决方案和最佳实践, 帮助决策者和行业参与者克服这些挑战。 同时随着智能电网和物联网技术的发展, 充电网络建设与充电智能引导变得越来越重要, 亟需优化电力资源的使用、 提高充电效率、 降低运营成本。
本书可供从事电动汽车领域相关工作的管理人员、 研究人员及技术人员阅读参考。

新能源汽车充换电领域的最新力作
新能源汽车充换电设施规划建设运营实战指南
电动汽车充换电技术、充换电设施布局规划和运营决策全面解读
充换电规划?建设?运营一本通，新能源行业必备指南

大力发展电动汽车是落实双碳目标, 实现能源转型的重要举措。 近年来, 电动汽车以节
能减排、 低碳环保的优势, 在世界范围内快速发展。 充换电设施是支撑电动汽车产业发展的
重要基础。 截至 2024 年年底, 全国电动汽车保有量达到 3140 万辆, 累计建成各类充电基础
设施 1235. 2 万台, 同比增加 49. 5%。 2024 年我国新增换电站 626 座, 换电站规模已达 4193
座。 我国已建成世界上数量最多、 辐射面积最大及服务车辆最全的充电基础设施体系, 充电
服务网点密度持续增加, 充电便利性大幅提升。 预计到 2030 年, 我国电动汽车保有量将接
近 1 亿辆, 充电基础设施市场规模将高速增长, 发展潜力巨大。
据中国电动汽车充电基础设施促进联盟的数据显示, 目前全国超过 80% 的充电场站设
施利用率都低于 5%, 与汽车、 能源行业的协同服务水平比较低, 僵尸桩与充电排长队现象
并存, 对用户补电体验、 设施资源利用和车网友好互动的影响越来越大, 严重制约了电动汽
车的推广速度和产业低碳发展战略目标的实现。
本书首先分析了目前电动汽车的产业现状, 介绍现阶段国内外及市场层面政策支持、 标
准体系及产业链发展情况; 其次介绍了电动汽车充换电核心关键技术发展情况, 包括常规充
电、 电池包换电和无线充电等多种补能形式, 分析其适用场景及未来发展方向; 随后介绍了
电动汽车充电需求预测技术, 涵盖了充电行为特征辨识与提取、 充电行为溯因分析、 充电需
求网格化预测技术以及规模化电动汽车可调度潜力评估 4 个方面; 然后介绍了电动汽车充换
电设施布局规划技术, 优化充换电设施选点布局并进行综合评估; 最后介绍了电动汽车运行
决策技术, 解决充换电设施利用不均衡和协同能力低的问题, 并详细介绍了目前国内外车网
互动示范工程运营情况。
本书编写过程中, 得到了东南大学、 国网智慧车联网技术有限公司、 国电南瑞科技股份
有限公司、 北京理工大学、 中国电力科学研究院有限公司和中国科学院电工研究所等单位的
支持 和 帮 助, 得 到 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 高 效 协 同 充 换 电 关 键 技 术 及 装 备
(2021YFB2501600) 、 国家自然科学基金项目 面向电碳协同的规模化车网互动运营机制及
决策方法研究 (52477101) 的大力支持, 在此深表谢意。 同时, 也要感谢江苏省电机工程
学会、 江苏省动力及储能电池标准化技术委员会的大力支持, 感谢江苏省电力试验研究院有
限公司的出版资助。
由于编者水平有限, 书中难免有疏漏和不足之处, 恳请读者批评指正。

袁晓冬，男，47岁，现任国网江苏省电力有限公司电力科学研究院二级专家，硕士，研究员级高级工程师。长期从事储能、新能源并网技术、电能质量、电动汽车研究工作，为江苏经济转型过程中优质用电服务以及新能源技术推广做出了突出贡献。

前言
第 1 章 电动汽车产业现状 1
1. 1 国内外电动汽车市场发展现状 1
1. 2 电动汽车产业政策与技术标准 2
1. 2. 1 车网互动配套政策进展 2
1. 2. 2 车网互动标准体系 3
1. 3 规模化电动汽车资源特性分析 6
1. 4 充换电产业链与关键技术发展 7
1. 4. 1 充换电设施类型 7
1. 4. 2 车网互动相关能量管理等各类平台系统发展现状 8
第 2 章 电动汽车充换电技术 10
2. 1 充换电设施类型 10
2. 1. 1 充电设施类型 10
2. 1. 2 换电设施类型 11
2. 2 充换电多源数据分析及能量管理技术 12
2. 2. 1 多维数据融合特征辨识及提取方法研究 12
2. 2. 2 规划网格充电行为溯因分析 15
2. 3 动力电池包高兼容性智能快换技术 17
2. 3. 1 快换电池包连接器、 定位锁止结构等标准化技术 17
2. 3. 2 快换站多型号动力电池包融合存储、 识别和充电技术 26
2. 3. 3 多车型 / 多型号电池包识别、 匹配和自适应加解锁技术 34
2. 3. 4 可多车型共用动力电池快换设备及站控系统研发 47
2. 4 高效大功率无线双向充放电技术 62
2. 4. 1 高效磁耦合机构与谐振补偿网络多目标设计方法研究 62
2. 4. 2 基于碳化硅器件的高效双向功率变换器设计方法 71
2. 4. 3 无线充放电系统高效传能构型匹配技术及双端协同控制方法 80
Ⅳ
第 3 章 电动汽车充电需求预测技术 84
3. 1 充电行为特征辨识与提取 84
3. 1. 1 新能源汽车行程链构建及分析 84
3. 1. 2 新能源汽车行为特征参数提取 85
3. 1. 3 充电行为分析 98
3. 1. 4 基于聚类分析的场景缩减方法研究 98
3. 2 充电行为溯因分析 103
3. 2. 1 规律型新能源汽车用户 105
3. 2. 2 随机型新能源汽车用户 106
3. 3 充电需求网格化预测技术 107
3. 3. 1 GRU-DNN 组合深度神经网络 107
3. 3. 2 城市规划网格多特征混合数据 108
3. 3. 3 迁移学习小样本充电负荷预测 109
3. 4 规模化电动汽车可调度潜力评估 110
3. 4. 1 规模化电动汽车资源特性评估方法 111
3. 4. 2 规模化电动汽车的调度模式与策略 112
3. 5 本章小结 114
第 4 章 电动汽车充换电设施布局规划技术 116
4. 1 规模化电动汽车充换电设施规划概述 116
4. 2 充换电设施复杂网络建模与仿真方法 116
4. 2. 1 充换电复杂网络推演方法 121
4. 2. 2 充换电网络运行效率评估方法研究 123
4. 3 多网协同的多类型充换电设施布局规划方法 126
4. 3. 1 充换电设施双层规划架构概述 126
4. 3. 2 多网协同的充换电设施布局规划优化模型 127
4. 3. 3 充换电设施布局规划优化方法研究 129
4. 4 充换电网格站点构型优化与综合评估 132
4. 4. 1 充换电网点构型优化模型与求解算法 132
4. 4. 2 充换电网络规划方案综合评价指标构建 134
4. 4. 3 充换电网络规划方案多目标综合评估方法 135
4. 5 本章小结 138
第 5 章 电动汽车充换电运营决策技术 139
5. 1 充换电站运营管理与决策理论 139
5. 1. 1 电动汽车充换电网络服务质量综合评价 139
5. 1. 2 充换电服务费定价策略 141
5. 1. 3 充换电服务运营框架与统一规则 147
Ⅴ
5. 2 规模化电动汽车协同调度方法 149
5. 2. 1 面向群体协同的 车-桩-路-网 互动机制 149
5. 2. 2 融合电动汽车群体聚合特性和电网特性的分时分区匹配方法 163
5. 2. 3 基于价格激励机制的城市电网电动汽车协同优化技术 174
5. 2. 4 小结 190
5. 3 规模化电动汽车充换电引导技术 191
5. 3. 1 充换电网络知识图谱构造与检索方法 191
5. 3. 2 基于知识图谱的充换电需求弹性评估模型 201
5. 3. 3 车主充换电引导技术与平台研发 208
5. 3. 4 本节小结 215
5. 4 多网协同的城市充换电站运营评估技术 216
5. 4. 1 单体充电站运行评估指标体系构建 216
5. 4. 2 充电站网络运行评估指标体系构建 221
5. 4. 3 基于矩估计组合赋权的充电站运行评估 224
5. 4. 4 算例分析 230
5. 4. 5 小结 236
5. 5 国内外电动汽车与电网互动示范工程简介 236
5. 5. 1 英国 EV-elocity 项目 237
5. 5. 2 无锡 e-Park 车网互动中心 240