新能源汽車憑借其環保等優勢，受到不少市民的青睞。在國家大力支持新能源汽車發展，以及環保理念越來越深入人心的當下，新能源汽車的發展前景似乎一片光明，但其充電問題則是長期以來廣大用戶最關心的問題之一。

據有關數據統計，到2030年，我國電動汽車規模有望達到1億輛，屆時電動汽車充電負荷將占到城市居民負荷的30％以上，僅僅依靠小區和企事業單位電網的能力完全無法承受如此大規模充電樁的無序充電！建立滿足規模化電動汽車每天充電的“充電網”成為破解這一難題的關鍵。

與充電樁單一的充放電功能不同，充電網其實是一個小型復雜的微電網：對上連接著配電網，和電網間通過微調度形成智能互動；對下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，在能源端實現低谷充電、高峰賣電，實現新能源車充新能源電。

目前，全球業界尚未建立對充電網完整技術體系的認識，其原因是充電網涉及技術的多學科、控制的多系統、問題的多維度、應用的多場景，形成了高度復雜的汽車、能源、人之間的技術和應用的新鏈接、新融合。

只有真正掌握了支撐電動汽車充電網的17項關鍵技術，即新型高效電力電子器件應用技術；充放電雙向靈活變換和控制技術；充電網和汽車間的主動安全防護及故障隔離技術；大功率柔性充電及電池壽命提升技術；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；車、充、網、平臺的高可靠通信及控制技術；充電網和新能源微電網的直流柔性融合和能量路由技術；充電網的故障分析、隔離與快速恢復技術；面向無人駕駛的人工智能充電弓和無線充電技術；規模化電動汽車充電的電網互動協同技術；跨平臺的互聯互通及信息安全防護技術；超大規模云平臺高并發與高可用技術；基于充電網的汽車工業大數據分析診斷技術；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；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；基于區塊鏈的計量、計費和分布式交易結算技術；變電、配電、充電、放電、光伏、儲能一體化集成技術，才有望切實解決“充電難”這一世界級難題。

新型高效電力電子器件應用技術。電力電子器件是汽車充電網中實現電能變換和控制的核心，是影響充電網的效率、可靠性、安全性及性價比的關鍵基礎，規模化充電網的建設需要不斷探索和充分應用電力電子器件的發展成果。以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的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（1000V＋）、更高功率密度（60W／in3）和更高效率（98％）等諸多方面的突破，需要以新型高效電力電子器件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。

充放電雙向靈活變換和控制技術。未來的規模化電動汽車除了作為便捷的交通工具外，還將成為支撐電網運行的分布式移動儲能資源，低谷充電、高峰買電，車和電網之間的雙向能量交互式是必然趨勢，充電模塊必須支持能量的雙向變換及智能控制。相比于傳統的單向變換技術，雙向充放電技術在系統拓撲結構和控制技術上變得更加復雜，設計中的邊界約束條件更多。雙向LLC，CLLC及DAB等雙向拓撲及四象限控制技術逐步取代現有的單向拓撲控制技術。雙向變換的充電模塊需要提供更寬的功率變換范圍，能夠支持對端口電壓、電流及其變化速率等進行更靈活的調整，能夠適應并改善電池側的不均衡性，適應并改善電網側的電能質量。

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是一個復雜的系統工程，這個系統中包含了車輛、電池、用戶、電網、環境等因素。但遺憾是傳統的電動汽車充電安全僅僅通過電池BMS實現，所以導致了很多的電動汽車充電事故的發生。主動防護安全技術從系統的角度出發，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，使得系統安全性大幅提高。同時，故障隔離技術實現了單一故障的及時檢測、保護和分離，防止故障的蔓延。故障隔離技術包含了車與車之間、車與樁之間，樁與人之間及樁與電網之間的故障隔離。

大功率柔性充電及電池壽命提升技術。充電安全和電池壽命在任何時候都是充電網首先要考慮的兩個最重要因素，特別是對于大功率充電，最核心的技術之一就是如何保證充電安全和電池壽命的延長，并避免對電網的沖擊，包括智能檢測技術、電池管理核心算法，大數據應用技術及自學習人工智能技術等。主要的難點在于，針對各種不同車型、不同電池類型和不同的工況，計算出不同的充電策略和保護策略；快速的電壓電流調節；歷史充電信息提取，電池類型的自識別，不同類型電池專家系統的建立等。除此之外，需要解決的問題就是大電流、高電壓帶來的系統發熱及拉弧等自身安全問題。

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。規模化發展的電動汽車對電網既是寶貴的資源，更是巨大的挑戰。電動汽車充電服務需要利用充電負荷可調節的特性，通過有序充電錯開電網中其他負荷的高峰；在更大的范圍來看，電動汽車需要為電網的調峰、調頻提供支撐，特別隨著波動性強的風、光新能源發電比例不斷提高，分布式電動汽車儲能需要通過和新能源發電虛擬組網參與調峰調頻。另外實現移動儲能資源的利用，還涉及到人和社會的因素，需要以市場機制為基礎，基于大數據分析，在確保車輛的基本出行需求的基礎上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的連接起來，充分激勵電動汽車的擁有者釋放出移動儲能資源。