标准化的悖论：电动汽车充电站兼容性政策的博弈论分析

《Energy Policy》：The paradox of standardization: A game-theoretic analysis of EV charging station compatibility policy

　　

•电动汽车充电服务竞争与电动汽车定价竞争的游戏理论模型。•显著的投资效率差异可促进电动汽车行业充电站部署总量的提升。•更严格的电动汽车充电站兼容性要求可能会无意中损害消费者剩余。•政策启示：应避免一刀切的兼容性强制要求。1. 引言电动汽车有望通过减少全球温室气体排放对应对气候变化做出重大贡献（Borlaug等，2021；Khanna等，2025）。然而，其普及在发展中国和发展市场均面临重大挑战，包括日本（EOS Intelligence，2024）和美国（S&P Global，2025）。阻碍电动汽车广泛采用的主要障碍之一是消费者对充电服务便捷性不足的担忧（Carlton和Sultana，2023；Sauri Lavieri和Bas Domenech，2021），这源于充电站投资不足。例如，在加利福尼亚州和纽约市进行的研究发现，低收入家庭、特定种族人口和多层住宅集中的区域往往面临公共充电站可用性较低的问题（Hsu和Fingerman，2021；Khan等，2022）。为解决这一供需不匹配问题，特斯拉（2026a）和蔚来（NIO，2026）等知名制造商正越来越多地采用自建充电网络的模式。通过部署自有充电站，这些制造商将售后充电服务与其核心电动汽车销售业务相结合，从而提升了消费者的使用便捷性，并有可能为企业带来更高的利润（Gifford和Barbier，2026）。尽管前景看好，但在激烈的市场竞争中，电动汽车制造商在投资和运营自有充电网络方面仍面临重大挑战。为获得竞争优势，一些制造商采取了排他性策略，限制只有本品牌车主才能使用其充电站。通过建设自有充电网络，这些企业实际上构建了一道服务壁垒，以确保持续稳定的充电便利。然而，这种做法可能无意中造成市场进入或扩张的障碍，从而限制了电动汽车制造商之间的可竞争性（Ofcom，2024）。因此，强制性兼容性作为潜在的监管手段，被提出来解决电动汽车充电网络方面的竞争担忧（BCG，2021）。例如，欧盟委员会授权条例（EU）2025/656明确了充电基础设施的物理连接和通信协议标准，以防止互操作性受限（European Union，2025）。类似地，美国国家电动汽车基础设施公式计划（NEVI）（Federal Highway Administration，2026）和中国国家发展和改革委员会发布的《关于推进大功率充电设施科学规划建设的通知》（NDRC Energy [2025] No. 632）（National Development and Reform Commission，2025）也引入了若干电动汽车充电基础设施互操作性要求。在此背景下，一个核心的政策问题是：当制造商调整其基础设施投资和车辆价格时，充电网络兼容性提高带来的直接可及性收益是否会转化为福利增益。开放更大比例的竞争对手网络可以在给定网络规模下扩展消费者的充电选择，但同时也会改变建设自有网络的竞争回报。当制造商之间存在投资效率差异时，这些反应可能是不对称的，使得基础设施供给和福利的整体影响尚不明确。因此，我们考察强制性兼容性水平的提高如何影响制造商的投资和车辆价格，以及在完全覆盖的电动汽车市场中，由此产生的调整在何种条件下会提高或降低消费者剩余和社会福利。我们的研究重点是固定规模电动汽车市场内的投资和竞争。我们评估兼容性如何在制造商之间重新分配需求，并影响充电网络部署和福利，而非估算其对电动汽车整体普及率的影响。具体而言，本研究回答以下研究问题：政策强制的充电站兼容性如何影响电动汽车制造商对各自充电网络的投资？企业从充电站兼容性中获益还是从排他性中获益？充电站兼容性能否提升消费者剩余和社会福利？为回答这些问题，本研究构建了一个博弈理论模型，以反映政策强制充电站兼容性约束下两家竞争电动汽车制造商之间的互动以及消费者对充电便捷性的偏好。我们刻画了均衡状态下充电站最优投资决策和电动汽车定价决策。通过全面的比较静态分析，我们进一步考察了兼容性对充电站部署总规模、行业利润、消费者剩余和社会福利的影响。我们的分析还考察了领先制造商效率优势以及行业基准投资效率水平的影响。本研究评估了外生的兼容性要求如何塑造两家竞争制造商之间充电网络投资与电动汽车定价之间的互动关系。通过比较不同兼容性水平下的均衡结果，我们识别了更强兼容性要求在何种条件下会提高或降低消费者剩余和社会福利。更重要的是，本研究提供了可靠的分析结果，表明更严格的兼容性规定可能对消费者剩余和社会福利产生负面影响，从而丰富了电动汽车治理的定量政策评估工具箱，并为评估充电站兼容性政策的替代监管强度提供了理论支持。本文的主要贡献如下。首先，当竞争电动汽车制造商同时决定网络投资和车辆价格时，充电网络兼容性对基础设施供给的影响尚未得到充分理解。特别是，在制造商调整投资后，对竞争对手网络的更广泛接入是否意味着更大的充电便捷性尚不清楚。本研究通过将连续性兼容性要求纳入两阶段投资和车辆定价博弈来回答这一问题。它区分了给定网络规模下的可及性收益与兼容性引起的基础设施供给变化，从而解释了为何更广泛的网络接入可以与更低的总投资并存。其次，制造商投资效率差异在兼容性分配效应和福利效应中的角色尚未得到充分刻画。仅凭对充电设施的更广泛接入并不能确定哪家制造商受益，或者在投资和车辆价格作出反应后消费者和社会是否获益。本研究通过显式建模非对称投资成本，识别了兼容性如何在制造商之间重新分配利润，并刻画了消费者剩余和社会福利改善或降低的条件。它还考察了效率制造商投资优势的变化如何影响这些结果，阐明了在评估兼容性要求时投资效率为何重要。本文其余部分安排如下。第2节回顾相关文献。第3节介绍建模框架。第4节呈现模型分析和全面的数值研究。第5节简要讨论三个模型扩展的关键发现。第6节总结全文并提供若干政策启示。2. 文献综述2.1. 兼容性策略与网络效应网络效应可以在不必然改善福利的情况下放大竞争优势。Hou等（2022）表明，引入电动汽车的影响取决于网络效应和产品线成本。在平台市场中，网络效应可以放大初始优势并随时间改变定价（Zhang等，2023a），而用户生态系统中的兼容性可能使产品升级和盈利能力复杂化（Wang等，2026）。这些发现提醒人们不要仅凭可接入网络更大就推断福利收益：企业的竞争反应和网络收益的来源同样重要。开放度对竞争的影响还取决于用户如何参与网络。对网约车聚合和部分多重归属的研究表明，更广泛的平台接入可以在平台及其用户之间重新分配收益（Liu等，2024；Xie等，2021）。Basaure等（2020）区分了消费者转换与服务商多重归属，论证了为何不同形式的开放度对集中度的影响不同。Ekmekci等（2025）分析了非对称平台和可变参与下的连续性互操作性，识别了互操作性削弱主导地位并改善消费者结果的 circumstances。这些研究建立了跨网络接入的相关机制，但其参与和费用结构与制造商拥有物理基础设施支持的车辆购买不同。这是我们模型中研究的一个重要特征。此外，我们的研究将兼容性和网络效应与运营层面的战略投资反应和定价决策联系起来。我们的工作与Li等（2025b）密切相关，该文内生化服务质量投资并证明成本优势平台可能更倾向于独立提供而非合作。其合作涉及共同选择的服务质量；相比之下，我们论文中的充电兼容性要求改变了接入方式但保留了独立的投资决策。因此，区别在于投资利益如何共享，而非投资或成本非对称性。Li（2023）估计了包含充电站数量和位置的车辆需求和充电网络投资模型，以评估统一的充电标准。我们的分析通过追溯外生接入要求如何与制造商的投资效率差异通过基础设施和车辆定价反应产生互动，补充了这些研究。目标是刻画控制这些反应及其福利后果的条件。2.2. 竞争下的基础设施投资我们的工作还与近期文献相关，这些文献考察投资责任如何塑造基础设施收益的内化。Yu等（2021a）分析了成本分摊合同在充电基础设施投资和车辆定价纵向协调中的效率。Yu等（2022）研究了电动汽车制造商对充电站的投资和电动汽车定价，以及政府建设、补贴和制造商投资的互补作用。相比之下，Kumar等（2021）比较了政府主导和制造商主导的投资模式，假设这两种模式互为替代品。这些文献共同强调了内生投资和定价的重要性。与这些研究不同，我们关注竞争电动汽车制造商在销售车辆并投资自有充电网络时的跨品牌网络接入效应。更广泛的产能文献解释了为何合作和技术效率不必然产生统一效应。即使后续生产仍然分散化，合作也可能使竞争企业受益（Ahn等，2024），而供应链投资可以缓和产能竞争（Yang和Hsieh，2021）。技术优势也与需求不确定性下的产能灵活性相互作用（Yang等，2024）。Jacob（2020）表明，联合拥堵缓解投资的激励取决于成本非对称性和市场覆盖率。相关的机场和电力市场研究证明，监管和市场设计通过拥堵、额外收入来源和产能支付改变投资激励（Aryani等，2020；Liu等，2026；S. Oliveira等，2023）。这些发现共同促成了在特定接入规则下考察基础设施投资回报的动机，而非假定合作总是增加供给。物理规划和运营协调解决了基础设施有效性的互补维度。服务区设计和鲁棒充电网络规划结合了地理覆盖、车队运营和不确定性（He等，2017；Raad等，2024），而充电需求预测支持运营和规划决策（Waqar等，2026）。这些问题不同于我们的聚合投资博弈，该博弈不决定充电站位置或预测负荷。同样，个性化充电定价、分层能源管理和移动充电协调解决了网络和时间约束下的可用资源分配问题（Cheng等，2025；Fang等，2026；Li等，2024）。能源共享、能源交易和社区储能模型进一步说明了协调如何影响利益相关者回报和系统福利（Adil等，2024；Li，2026；Najafi-Ghalelou等，2024）。这些机制涉及能源供给和充电运营的组织；不应将它们与兼容性引发的汽车制造商投资竞争混为一谈。更贴近我们设定的，Zhang等（2025）比较了竞争电动汽车制造商之间的独立建设、成本分摊接入和相互共享，允许投资和车辆价格进行调整。其离散的合作安排突出了建设成本和共享条款。我们则考察给定监管接入要求下的边际变化，同时保留独立的投资选择。这将接入监管与联合建设或成本分摊协议区分开来，并将网络差异化变化与投资和车辆定价激励联系起来。2.3. 电动汽车政策与运营电动汽车政策研究表明，基础设施和消费者激励必须联合评估。Shi等（2022）考察了充电站和消费者补贴，纳入了充电不便的递减减少效应，并扩展了内生车辆定价。Brozynski和Leibowicz（2022）将基础设施供给和消费者选择嵌入政策优化框架。Chen等（2023）区分了基础设施投资补贴和服务使用补贴，并表明政策排序取决于预算和目标。补贴的有效性还取决于研发和广告投资的反应以及随时间的调整（Sun等，2022；Wang等，2023）。共同启示是，政策通过企业决策的传导作用与名义工具本身同等重要。便利性不能仅由设施数量来衡量。Zhang和Dou（2021）的研究表明，统一的安装补贴可能加剧供应商偏好地点与驾驶员需求之间的空间错配。Chou和Derdenger（2025）在评估电动汽车补贴和基础设施时纳入了动态需求与消费者异质性。这些研究分别探讨了地理因素和采用时机。我们的模型考察跨品牌接入及其投资后果，同时将位置、购买时机和电动汽车总需求排除在基线分析之外。

其他政策工具通过不同的竞争渠道发挥作用。双积分研究考察了积分激励如何影响技术投资、生产和定价（Wu等，2022；Yu等，2021b），以及它们如何与充电设施补贴和合作协议相互作用（Peng等，2025）。税收、购车补贴和个人碳交易同样通过不同机制改变激励和福利（Ma等，2021；Nie等，2022）。这些发现不鼓励假设更强的干预具有统一效果，但也不意味着兼容性与财政或积分工具可以互换。兼容性改变了企业能够保留其基础设施投资竞争收益的程度。

替代性补能模式说明了接入收益如何取决于服务组织和消费者需求。充换电一体化以及与第三方供应商的合作影响服务价格和网络供给（Xiao等，2026），而换电政策取决于时间敏感性和供应商与用户之间的激励分配（Li等，2025a；Yang等，2023）。共享充电也可以通过中介机构调动闲置的私人设施（Cai等，2024）。这些情景包含超出我们制造商自营充电网络的服务选择和供应商关系；它们有助于界定本模型的边界，而非暗示本模型涵盖了完整的充电服务市场。

运营可持续性研究识别了充电价值的进一步维度。消费者偏好和参与智能充电的意愿取决于服务属性和情境约束（de Graaf等，2026；Will等，2024）。智能充电和可再生能源整合影响电力采购、峰值负荷和排放，其收益取决于调度安排和能源结构（Wu等，2021；Xin等，2025；Zacharopoulos等，2023）。电价、排放定价和替代车辆技术引入了额外的经济和环境权衡（Taheri和Ardehali，2026；Zhang等，2023b）。这些发现表明网络可用性是可持续运营的一个维度；我们的福利度量并未量化该文献中研究的环境和电网效应。

在此背景下，我们评估外生兼容性要求的变化如何影响给定电动汽车消费者群体中的投资、车辆竞争和福利。在此范围内，分析识别了直接接入收益如何与不对称的投资和定价反应相结合，阐明了兼容性在何种条件下改善或降低消费者剩余和社会福利。

3. 模型

3.1. 研究框架

电动汽车车主的效用主要取决于他们对电动汽车产品的价值评估和充电服务的便利性。本研究聚焦于制造商主导的充电站部署，在此框架下可以推导出充电站最优投资和电动汽车销售市场竞争策略的闭式解，并明确刻画福利影响。为此，在不失一般性的前提下，我们考虑两个竞争性电动汽车制造商向消费者销售可替代产品。为鼓励消费者采用电动汽车，两家制造商都倾向于扩大其充电站网络。在实践中，制造商部署充电站的能力存在差异。为捕捉这一观察，我们将效率相对较高的企业记为企业E，将效率相对较低的企业记为企业I。

本研究的一个关键创新特征是将政策规定的充电站兼容性纳入电动汽车制造商关于充电网络投资规模的内生决策，因为这对于提高基础设施利用效率和电动汽车车主体验至关重要。在此基础上，本研究考察了此类充电站部署策略与电动汽车市场竞争策略的协调。

研究框架（如图1所示）分三个层面展开：

（1）兼容性政策对充电站投资的影响。在这一层面，企业E和企业I通过部署其最优规模的充电站进行容量竞争博弈。两家企业都承担对充电站规模呈凸性的投资成本，因此均衡中可能存在非平凡的最优解。现有文献未考虑兼容性政策的要求，发现充电站的最优规模取决于企业的投资成本，因此企业E的投资多于企业I。本研究通过考虑兼容性政策的影响扩展了现有文献，从而产生了经典的“搭便车”效应，这可能逆转现有研究的结果。

（2）兼容性政策对电动汽车市场竞争和企业利润的影响。我们模型的另一个新颖之处在于考虑了两家电动汽车制造商之间的二维竞争（市场结构如图2所示）。除了部署充电站的容量竞争外，企业E和企业I还在电动汽车零售市场进行价格竞争。本研究考虑了政策规定的充电站兼容性通过改变电动汽车车主效用而影响企业价格竞争的两个渠道：直接渠道和间接渠道。直接渠道的作用机制如下：在充电站总部署规模固定的情况下，提高兼容性使车主能够在使用不同实体拥有的充电站时为其车辆充电，从而使充电服务更加便捷。间接渠道的作用机制如下：兼容性会影响制造商投资部署充电站的激励，从而改变均衡中的充电站部署规模，最终影响电动汽车车主可获得的充电服务便利性。

（3）兼容性政策对消费者剩余的影响。一方面，消费者剩余取决于充电服务的便利性，而充电服务的便利性又取决于电动汽车制造商在均衡中部署的充电站规模。另一方面，更激烈（更温和）的市场竞争导致电动汽车零售价格更低（更高），从而增加（减少）消费者剩余。因此，兼容性政策对消费者剩余的整体影响与第一、二层面分析的结果密切相关。

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图1. 研究框架。

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图2. 市场结构。

3.2. 消费者效用

我们使用单位长度的霍特林线对消费者偏好异质性和产品差异化进行建模，其中企业E位于x=0，企业I位于x=1，单位质量的消费者沿线均匀分布。将企业产品的基础价值记为v，且v的值足够高，使得所有消费者都会购买且市场完全覆盖。这一假设在第5节中放宽，我们在那里简要讨论部分市场覆盖将如何影响主要结论。关于该模型扩展的更详细分析见附录B。

每个消费者具有单位需求，并且对两家企业表现出异质性偏好，由消费者在线上的位置表示。消费企业i产品的不匹配效用与从消费者位置到企业i位置的距离成正比，其中i∈{E,I}。也就是说，对于位于x∈[0,1]的消费者，购买产品E和产品I的不匹配成本分别为mx和m(1?x)。这里，m>0表示单位不匹配成本，衡量企业之间的竞争强度。较低的m意味着消费者对产品差异化的敏感度较低，企业之间的竞争更激烈，反之亦然。

除了对两家企业的偏好外，消费者还对充电站的可用性敏感。设ni表示企业i部署的充电站规模，其中i∈{E,I}。由于技术或专有壁垒，两家企业部署的充电站并非完全兼容。也就是说，在政府政策干预缺失的情况下，每家企业基本上部署的充电站仅对其自有电动汽车的车主开放。我们引入参数η∈(0,1)来衡量政策规定的兼容性，将其视为外生政策参数。我们的分析评估替代监管强度及其福利后果，而非推导最优兼容性水平或规定社会最优政策。在此政策干预下，购买企业i生产的电动汽车的消费者可以使用企业j所建充电网络的η比例，其中j∈{E,I}\{i}。在这种政策干预下，购买企业i电动汽车产品的消费者实际上受益于ni+ηnj个充电站。

更具体地说，参数η表示消费者可以访问的竞争对手充电网络的有效份额。这种解释反映了实践中观察到的专有充电网络的部分开放。特斯拉区分了专供其自有车辆使用的超级充电站和可供其他品牌使用的超级充电站，具体接入取决于车辆类型和充电位置（Tesla，2026b）。例如，2024年2月29日，福特宣布F-150 Lightning和Mustang Mach-E客户可以通过快速充电适配器使用美国和加拿大超过15,000个特斯拉超级充电站，充电激活和支付通过FordPass支持（Ford，2024）。这些安排说明了硬件兼容性和服务接入如何共同决定另一制造商网络的可使用部分。这种接入可能取决于物理连接器、通信协议、授权和支付安排以及运营协议。本模型使用单一参数来概括这些维度：它不区分哪些要求使充电站可接入，也不考虑不同充电站在位置、容量或拥堵方面的差异。我们假设实现给定水平的兼容性不产生额外的实施或运营成本。这为隔离共享接入如何改变制造商的投资和定价激励提供了基准；放宽这一成本假设的福利含义在附录C中讨论。

假设消费者从每个可接入的充电站单位获得λ>0的效用增益，给定电动汽车销售价格pE和pI，位于x的消费者从企业E或企业I购买的净效用函数分别为：

（1）uE=v+λ(nE+ηnI)?mx?pE

（2）uI=v+λ(nI+ηnE)?m(1?x)?pI

3.3. 企业目标

每家企业的消费者需求记为dE和dI，通过比较方程（1）、（2）中详述的消费者效用得出。参照Yu等（2022），我们假设企业i为实现充电站部署规模ni而产生的投资成本为kni2，其中k>0是投资成本系数，表示投资转化为充电站部署的效率。为捕捉投资能力的不对称性，我们考虑企业E具有效率优势，以θ∈(0,1)表示。具体而言，企业E的投资成本按(1?θ)缩放，因此更高的θ表示企业E相对于企业I具有更大的成本优势。因此，企业E和企业I的利润函数（定义为电动汽车销售收入减去基础设施投资成本）公式如下：

（3）πE=pE·dE?(1?θ)·k·nE2

（4）πI=pI·dI?k·nI2

此外，为评估充电站部署的更广泛影响，我们还分析了社会福利（SW）。参照Chen等（2023），社会福利定义为消费者剩余（CS）与行业总利润（Π）之和：

（5）SW=CS+Π

其中Π=πE+πI。

3.4. 事件顺序

企业与消费者之间的互动被建模为多阶段博弈，如图3所示。事件时间线如下：

阶段1（投资决策）：企业E和企业I同时确定他们将部署的充电站规模nE和nI。

阶段2（定价决策）：在观察到彼此的充电站部署决策后，两家企业同时设定电动汽车的零售价格pE和pI。

阶段3（购买决策）：消费者观察充电站部署和价格，然后做出购买决策以最大化效用。

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图3. 事件顺序。

为了说明参数和变量之间的相互作用和因果关系，类似于Rasti-Barzoki和Moon（2020）以及Amiri-Pebdani等（2023）使用的方法，我们采用动态系统方法（如图4所示）。

在此框架中，负因果关系表示两个节点的变动方向相反，而正因果关系则意味着两个节点的变动方向相同。例如，充电桩部署规模的扩大既提升了消费者效用，也增加了企业的投资成本。更高的行业基准投资效率可降低投资成本并推动充电桩规模的扩大。提高充电桩兼容性可直接提升消费者效用，也可通过影响制造商关于充电桩规模和电动汽车定价的决策间接发挥作用。

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图4 模型的因果框架

表1汇总了本研究中的所有关键符号及其定义。

表1 符号与定义

| 符号 | 定义 |
|------|------|
| ??∈{??,??} | 企业下标：??（高效企业）、??（低效企业）|
| ?? | 消费者对电动汽车产品的基本估值 |
| ?? | 消费者的单位不匹配成本 |
| ?? | 消费者对充电桩可达性的边际效用 |
| ?? | 政策规定的充电桩兼容性 |
| ?? | 行业基准投资效率 |
| ?? | 企业??的投资效率优势 |
| ???? | 企业??部署的充电桩规模 |
| ???? | 企业??的电动汽车零售价格 |
| ???? | 企业??的电动汽车需求 |
| ???? | 消费者消费产品??的效用 |
| ???? | 企业??的利润 |
| ?? | 行业总利润 |
| ????? | 消费者剩余 |
| ????? | 社会福利 |

4. 分析

通过采用逆向归纳法，我们推导出了附录中呈现的均衡结果。为确保所有均衡结果的非负性，本研究假设：(1) ??>???；(2) 当 ?????? 时，??<9?????????2+2??????2???2???29??????，其中 ???=??2?2??????2+??2???218??? 且 ???=??2?2??????2+??2???29???。

4.1 关键参数的影响

本节考察了领先电动汽车制造商的效率优势和充电桩兼容性对两家制造商的最优决策、利润、消费者剩余和社会福利的影响。

引理1 投资效率差异对制造商投资决策的影响：
(1) 当 ????? 时，????????>0。
(2) 当 ??0；当 ??>??? 时，????????<0。
(3) ?(????+????)???>0 恒成立。

当行业基准投资效率较低（即 ??>???）时，高效制造商受益于其投资效率优势的提升，扩大了充电桩规模，同时制约了其低效竞争对手的扩张。这一结果是显而易见的：鉴于其竞争对手在部署充电桩方面面临的巨大成本，高效制造商利用其优势扩大充电网络容量，从而建立起卓越的服务差异化。行业实践中观察到的佐证性证据印证了这一理论发现，领先的电动汽车制造商（例如特斯拉和蔚来）利用技术优势构建广泛的充电网络作为品牌差异化手段。对于低效制造商而言，与其高效竞争对手之间效率差距的扩大迫使其减少充电桩投资。

然而，当行业基准投资效率较高（即 ??
最后，无论行业基准投资效率水平如何，高效制造商优势的扩大始终有助于增加行业在充电桩方面的总投资。

引理2 充电桩兼容性对制造商投资决策的影响：
(1) ????????<0 恒成立。
(2) 当 ??10；或当 ??>??2 且 ??>??1 时，????????>0；否则，????????<0。
(3) ?(????+????)???<0 恒成立。

引理2阐述了在不同成本结构下兼容性对投资决策的细微影响。对于高效制造商而言，更高的兼容性始终通过两种机制削弱投资激励。第一，兼容性提高使得购买竞争对手品牌电动汽车的消费者也能使用高效制造商的充电网络，从而降低了其在充电桩投资中的边际回报。第二，出现了搭便车效应：随着自有品牌消费者通过竞争对手的充电网络获得替代充电选择，高效制造商扩大自有充电桩以吸引消费者的动机减弱。这两种双重效应构成了不部署电动汽车充电桩的负面激励。相比之下，鉴于高效制造商在充电桩部署上的战略性收缩，低效制造商在改善的兼容性条件下可能会投资更多站点。在行业层面，这些分化反应的累积效应表现为充电桩部署总量的净减少。增强的兼容性有效地将充电桩转化为准公共物品，缓解了电动汽车制造商扩大自有电动汽车充电网络的竞争压力，并促进行业在充电基础设施方面更有效的投资。这一结果与网络外部性文献中的理论预测相符，即标准化减少了重复性投资（Church and Gandal, 1992）。

命题1 制造商投资决策的比较：
(1) 当 ??(2) 当 ??>??? 时，????>????。

值得注意的是，命题1(1)揭示了一个反直觉的结果：尽管在充电桩投资方面拥有成本优势，高效制造商的投资可能低于其低效 counterparts。这种现象出现在行业基准投资效率较高时（??
然而，在行业基准投资效率较高时（?????），低效制造商扩展充电网络的成本更高，从而创造了更具不对称性的竞争环境。在这种情况下，高效制造商的成本优势更为显著，使其扩大充电桩投资成为最优选择。

引理3 投资效率差异对电动汽车定价决策的影响：
(1) 当 ????? 时，????????>0。
(2) 当 ??0；当 ??>??? 时，????????<0。

引理3中的比较敏感性分析揭示了随着充电技术的演进，电动汽车制造商之间竞争策略的转变，特别是与引理1中呈现的投资动态形成对比。在充电技术发展的早期阶段，以行业基准投资效率较低（??>???）为特征，高效制造商倾向于采用以产能为主导的差异化战略。其巨大的成本优势使其能够构建专有充电网络，从而确保市场份额，并利用其卓越的充电服务维持较高的电动汽车价格。电动汽车充电桩规模与电动汽车定价权之间的这种正反馈循环与低效竞争对手面临的情况形成鲜明对比，后者受到较低效率的约束，被迫采取激进的定价策略以留住对价格敏感的细分市场。随着电动汽车充电技术的成熟和行业基准投资效率的提高（??
这些发现推进了产业组织理论，识别出 ??? 作为电动汽车制造商竞争策略反转的关键效率阈值。技术成熟度与企业行为之间的非线性关系强调了电动汽车充电桩投资与电动汽车定价决策如何构成战略竞争的互补维度。对于政策制定者而言，这表明充电桩部署的规划和监管应根据技术生命周期的不同阶段进行不同的调整——在早期阶段支持网络扩张，在成熟市场激励价格竞争以避免市场扭曲。

引理4 充电桩兼容性对制造商定价决策的影响：
(1) ????????<0 恒成立。
(2) ????????>0 恒成立。

兼容性导致的对比性价格敏感性揭示了高效制造商与低效制造商之间的不对称竞争反应。高效（低效）制造商的电动汽车零售价格始终随着兼容性提高而降低（增加）。其理由如下。正如引理2所确立的，兼容性提高减少了高效制造商的充电桩部署规模，产生了通过电动汽车降价来弥补充电不便的战略必要性。具体而言，随着兼容性提高，高效制造商面临维持溢价定价与防止因充电服务顾虑导致消费者流失之间的权衡。一致性的负相关关系（????????<0）表明高效制造商优先考虑通过价格让步来维持市场份额，利用其固有的成本优势来应对利润率压缩。

相反，低效制造商受益于兼容性改善所推动的行业整体充电桩扩张。由此产生的充电桩密度增加提高了消费者的转换成本，为低效制造商创造了一个 captive 市场细分，尽管其存在成本劣势。这使低效制造商能够采用"撇脂战略"（????????>0），从那些更看重充电可达性而非电动汽车成本的价敏消费者中提取额外剩余。这些发现强调了兼容性在塑造电动汽车市场竞争中的作用。对于高效制造商而言，兼容性作为专有基础设施投资的替代品，需要补偿性的价格竞争。对于低效制造商而言，它作为增强通过网络效应而提升市场力量的互补性资产发挥作用。由此产生的价格分化说明了技术标准化如何可能缓解现有的成本不对称性。

命题2 制造商电动汽车定价决策的比较：
(1) 当 ??(2) 当 ??>??? 时，????>????。

高效制造商与其低效 counterparts 的相对定价策略关键取决于行业基准投资效率。当行业基准投资效率较高时（?????），高效制造商的卓越效率使其能够通过更广泛的充电网络建立竞争优势，支持更高的电动汽车价格（????>????），尽管其拥有成本领导地位。这一溢价战略利用了增强的充电便利性，提高了消费者对高效制造商的偏好，而低效制造商则受到其较低效率的制约。

这些动态强调了技术成熟度与竞争策略之间的非线性关系。效率阈值 ??? 作为一个战略拐点，在此处竞争从充电网络投资转向电动汽车价格竞争。从政策角度来看，这些结果表明监管者可能需要更加关注行业转型期间由充电网络投资能力差异所引起的竞争不对称性，特别是当这些不对称性转化为市场准入或服务质量的持续差异时。

引理5 投资效率差异对制造商利润的影响：
(1) 当 ????? 时，????????>0。
(2) 当 ??0；当 ??>??? 时，????????<0。
(3) 当 ??>??3 且 ??>??3 时，?(????+????)???>0；否则，?(????+????)???<0。

引理5表明，两家电动汽车制造商在投资效率差异方面的利润反应是不对称的，揭示了由行业基准投资效率塑造的不同竞争格局。当行业基准投资效率较低时，更高效制造商相对于竞争对手的优势提升带来两个竞争收益：(1) 它促使低效制造商战略性撤退（如引理1所示），使高效制造商能够通过扩大的充电网络获取市场份额；(2) 它增强了电动汽车定价权（如引理3所示），使高效制造商尽管具有成本优势，仍能维持较高的利润率。市场份额扩张与利润率扩张的结合推动了利润增长。相反，当 ??
对于低效制造商而言，利润呈现相反方向的反应：当 ??>??? 时，相对于其高效竞争对手的效率下降直接减少了其市场份额和定价权，从而抑制了利润。然而，当 ??
在行业层面，较大的效率差异可能会增加行业总利润，前提是行业基准投资效率不太高且领先电动汽车制造商的效率优势足够大。

在此条件下，两家制造商的投资反应能够提高充电服务的有效可用性，进而增强消费者对电动汽车的支付意愿。

引理6 充电站兼容性对制造商利润的影响：
(1) ?πE/?η > 0，当 k ≤ k4；或当 k4 < k < k? 且 θ < θ4；或当 k4 < k < k? 且 θ > θ5；或当 k > k? 且 θ < θ4；否则，?πE/?η < 0。
(2) ?πI/?η > 0 恒成立。
(3) ?(πE+πI)/?η > 0，当 k < k?；或当 k? < k < k5 且 θ < θ6；或当 k > k5 且 θ < θ7；否则，?(πE+πI)/?η < 0。

引理6表明，更高兼容性对企业利润的影响呈现出显著的不对称性。对于效率较低的制造商，兼容性的提高始终能提升其盈利能力。相比之下，随着兼容性的提高，效率较高的制造商面临微妙的权衡：虽然更高的兼容性促使它减少充电站的部署，从而降低其基础设施总投资成本，但同时加剧了价格竞争（如引理4所示），侵蚀了电动汽车的销售利润。其对利润的净效应取决于充电站投资的节约是否大于电动汽车价格下降带来的收入损失。因此，其盈利效应会随行业基准投资效率和较高效制造商相对于竞争对手的效率优势幅度而变化。

在行业层面，更高的兼容性可以通过减少充电基础设施的总体投资来增加行业总利润。当行业基准投资效率较低或两家制造商投资效率差距较大时，这种效应尤为明显。在这些条件下，由更高兼容性引起的投资成本节约可以抵消价格竞争加剧对电动汽车销售利润的不利影响，从而提高行业整体盈利能力。

引理7 投资效率差异对消费者剩余和社会福利的影响：
(1) ?CS/?θ > 0 恒成立。
(2) ?SW/?θ > 0 恒成立。

引理7的发现表明，效率较高制造商的成本优势增加，始终能提升消费者剩余和社会福利。这一结果通过两个相互关联的机制实现。首先，随着效率较高制造商成本优势的增加，充电站的部署总规模也随之增加（如引理1(3)所述），从而提高了电动汽车充电的便利性，增加了消费者使用电动汽车的效用。其次，充电站部署规模的扩大加剧了电动汽车价格竞争，导致电动汽车价格降低，通过降低购买成本进一步增加了消费者剩余。

社会福利定义为消费者剩余与行业总利润之和，由于消费者剩余和行业盈利能力的共同提升，社会福利随之单调增加，具体表现为与较高效制造商投资效率优势的正相关关系。

引理8 充电站兼容性对消费者剩余和社会福利的影响：
(1) ?CS/?η > 0，当 k6 < k < k? 且 θ8 < θ < θ9 时；否则，?CS/?η < 0。
(2) 表2总结了 ?SW/?η > 0 的条件。

表2. ?SW/?η > 0 的条件
| 政策强制的充电站兼容性 | 行业基准投资效率 | E公司的投资效率优势 |
|---|---|---|
| η ≤ η1 | k < k? | k < k7, θ < θ10 |
| | | k ≥ k7, θ < θ11 |
| η1 < η ≤ η2 | k ≤ k8 | k8 < k < k9, θ < θ11 |
| | | k9 ≤ k < k? 或 k > k?, θ < θ10 |
| η > η2 | k10 < k < k? | θ10 < θ < θ12 |

引理8的关键发现是，政府旨在推动电动汽车充电站之间兼容性的强制要求可能会无意中损害消费者剩余。在 k < k6 或 θ 落在 [θ8, θ9] 区间之外的条件下，提高兼容性对消费者剩余有净负效应。这一反直觉结果的原因如下。当兼容性提高时，表面上看似有益——充电网络变得更加互联，减少了消费者对单一制造商的依赖。然而，这种转变可能会适得其反。一个关键因素是，根据引理2(3)的推论，更高的兼容性会减少电动汽车充电站的总规模，从而可能降低充电的便利性，直接抵消了兼容性带来的便利益处。结合前文分析，当行业基准投资效率 k 较低或成本优势 θ 较小时，价格竞争会减弱，充电站部署规模的减少可能伴随着电动汽车零售价格的上升，最终导致消费者剩余净减少。

尽管在某些条件下消费者剩余可能会下降，但如果基础设施投资成本的减少幅度足够大，社会福利仍可能增加。例如，更高的兼容性可能会减少充电网络投资的重复，从而降低企业总体投资支出，并有可能增加行业利润。

从政策角度来看，这些发现提醒人们不要盲目推行统一的兼容性要求。在投资效率相对较高的市场（例如 k < k6）或制造商投资效率差异较大或较小的市场（例如 θ < θ8 和 θ > θ9）实施更严格的兼容性要求，可能会减少充电站的部署并削弱电动汽车价格竞争，从而降低消费者剩余。相反，政策设计应根据便利性收益更有可能超过竞争风险的市场条件来制定兼容性要求。在充电站投资门槛较高的市场（例如 k > k6），政策制定者可能需要考虑补充措施以保留投资激励，而不是单纯依赖兼容性强制要求。更广泛地说，充电网络兼容性的福利效应在很大程度上取决于行业特定因素，如投资效率以及制造商投资能力的差异。因此，政策制定者应避免一刀切的做法，并根据当前市场条件量身定制兼容性要求，以限制非预期后果。

4.2. 数值分析
前面的理论分析产生了一系列敏感性分析和比较静态结果，揭示了三个关键参数的影响：行业基准投资效率 (k)、高效制造商的投资效率优势 (θ) 以及政策强制的充电站兼容性 (η)。为了补充前一节推导的分析结果，并为管理实践和政策制定提供更直观的见解，本节进行了数值分析。数值结果与分析结果一致。遵循相关文献中常用的参数设置（Xiao et al., 2024; Xu et al., 2024），我们将模型中参数的值设定为 m = 1 且 λ = 1。所有参数值均满足相应的可行性和非负性条件。

图5说明了不同水平的行业基准投资效率下，投资效率差异如何影响充电站的部署情况。在图5(a)所示的高效市场中，我们观察到，高效制造商投资效率优势的扩大导致效率较低制造商适度扩大充电站部署，而效率较高制造商则略有缩减其部署规模。相反，图5(b)展示了在低效条件下呈现的不同模式，即随着效率差异的扩大，高效制造商会显著加快充电站的部署以利用其投资优势。这证实了高投资成本会放大效率差异的影响。此外，在两种行业基准投资效率水平下，充电站部署的总规模均随 θ 增加而扩大。这些截然不同的部署模式表明，投资效率差异在不同的市场环境会导致显著不同的竞争结果。因此，政策制定者可能需要在投资效率相对较低的市场中，更加关注充电网络投资不对称所带来的竞争影响。

图6指出了两个不同的区域，在这些区域中兼容性对充电站部署的影响有所不同。在区域A1中，更高的兼容性会刺激效率较低制造商的部署，同时抑制效率较高制造商的部署。这一结果表明，在这些市场条件下，兼容性可能通过使效率较低的制造商能够扩大其网络来减少充电网络部署中的不对称性。相比之下，在区域A2中，兼容性对两家制造商的部署都产生了负面影响。强制兼容性侵蚀了各制造商的专有优势，导致投资集体减少。因此，政策制定者在确定合适的兼容性要求强度时可能需要考虑市场条件，尤其是在更强的兼容性可能会大幅削弱专有充电网络投资激励的情况下。

图7表明，定价策略对行业基准投资效率非常敏感。在图7(a)所示的高效市场中，随着投资效率差异的扩大，高效制造商会降低其电动汽车价格以更激进地争夺市场份额，而效率较低的制造商则会提高价格。在图7(b)所示的低效市场中，这一模式发生了显著变化：高效制造商能够维持较高的电动汽车价格，因为其更强大的充电网络优势加强了产品差异化，而效率较低的制造商则更依赖更低的价格以保持竞争力。

图8考察了兼容性如何影响电动汽车零售价格。结果显示，随着兼容性的提高，高效制造商与低效制造商之间的价格差距逐渐缩小，最终在完全兼容时（η = 1）趋于一致。在兼容性较低的情况下，高效制造商始终收取溢价（pE > 1），而效率较低的制造商提供折扣（pI < 1）。这反映了直观的逻辑，即效率较低的制造商必须通过降低价格来弥补其有限的充电服务覆盖范围。随着兼容性的提高，高效制造商的定价能力减弱，因为其充电网络不再那么具有排他性，因此它会降低电动汽车价格。同时，效率较低的制造商受益于更广泛的充电基础设施，从而提高其价格并减少其竞争劣势。在更极端的情况下，当达到完全兼容时，所有基于充电网络的差异化都消失了，电动汽车零售价格趋于一致，而与投资效率差异 θ 无关。此外，投资效率差异的程度会加剧这些趋势。这是因为投资效率差异越大（例如 θ = 0.7 对比 θ = 0.3），价格差距就越大，尤其是在兼容性较低时。更大的效率优势为高效制造商提供了更高的溢价空间，即使在兼容性有限的情况下也是如此。

图9说明了投资效率差异如何影响高效制造商、低效制造商以及整个行业的利润。在高效市场中，随着投资效率差异的扩大，低效制造商的利润增加，而高效制造商的利润减少。同时，行业总利润下降。相比之下，当行业基准投资效率较低时，随着投资效率差异的扩大，行业总利润更有可能增加。有趣的是，图9(c)显示，低效市场创造了一种环境，使效率较高的制造商能够从其效率优势中获得巨大收益，从而扩大了两者之间的利润差距。从政策角度来看，这些结果表明投资效率不对称的竞争后果在不同的市场环境中差异很大。在高效市场中，政策制定者可能需要注意更激烈的竞争是否会削弱企业维持基础设施投资的意愿，而在低效市场中，可能需要更加关注效率较低的制造商所面临的竞争劣势。

图10显示，提高兼容性的影响并不一致。具体来说，在区域B1中，其特点是行业基准投资效率相对较低且投资效率差异较小，更高的兼容性会降低行业总利润。尽管兼容性有益于效率较低的制造商，但效率较高的制造商所遭受的损失足够大，以至于对行业利润产生了净负效应。当投资效率差异扩大且市场进入区域B2时，兼容性对效率较高的制造商仍然不利，但效率较低的制造商所获得的收益超过了前者的损失，导致行业总利润增加。在区域B3中，其特点是行业基准投资效率较高或投资效率差异很大，兼容性使两家制造商都受益。因此，这个区域代表了一种更高的兼容性为两家公司带来“双赢”局面的情形。这些结果表明，兼容性要求的行业利润影响在很大程度上取决于市场条件，在诸如B2和B3的区域中更有利，而在B1中则较为不利。

图11确定了更高的兼容性对消费者有益或有害的条件。区域C1代表更高的兼容性会增加消费者剩余的情况。相反，在区域C2中，提高兼容性可能会减少消费者剩余，尤其是在投资效率差异相对较小时。在这个区域中，更强的兼容性会削弱制造商投资专有充电网络的意愿，从而减少充电站部署的总规模，这可能抵消兼容性带来的直接便利性益处。

因此，区域C2的存在提醒我们，不应假设更严格的兼容性要求必然能改善消费者福利。下载：下载高分辨率图像（316KB）下载：下载全尺寸图像图11. 充电站兼容性对消费者剩余的影响。图12展示了在不同市场条件下兼容性如何影响社会福利。阴影区域表示兼容性提升能改善社会福利的参数区间。如图10(a)和(b)所示，当行业基准投资效率足够高时，兼容性始终能提升社会福利。在这种情况下，更广泛的充电基础设施接入所带来的收益以及更低的总投资支出超过了专有投资激励下降的不利影响。随着投资变得更为昂贵，可能需要更强的投资效率不对称性才能使兼容性产生福利增益。图12(c)进一步确定了市场接近完全兼容性时的一条边界线，超过该边界后额外的兼容性不再改善社会福利。总体而言，这些结果表明，兼容性的福利效应取决于特定市场的投资条件，以及兼容性如何改变充电便利性、基础设施投资和电动汽车市场竞争之间的平衡。下载：下载高分辨率图像（330KB）下载：下载全尺寸图像图12. 充电站兼容性对社会福利的影响。5. 讨论基准模型提供了一个参考框架，用于理解在无兼容性成本、无第三方充电服务商的完全覆盖电动汽车市场中，兼容性如何影响投资和定价。为了评估我们主要发现的稳健性，并探讨在更现实条件下其政策含义，我们在附录中开发了三组扩展。本节简要总结其关键发现。第一个扩展放松了完全市场覆盖的假设，引入了代表购买燃油车或不购买电动汽车效用的外部选项。在部分覆盖条件下，兼容性通过提高相对于外部选项的电动汽车采用价值来扩大电动汽车需求。这种市场扩张效应提高了充电站投资的边际回报，并压倒了差异化侵蚀效应。因此，兼容性增加了充电站总部署量、价格、利润、消费者剩余和社会福利。基准结果刻画的是接近完全覆盖的成熟市场，而部分覆盖扩展则更适用于电动汽车市场的早期阶段。第二个扩展将兼容性成本纳入厂商的利润函数。兼容性强制要求需要硬件改装和软件集成，这提高了部署兼容充电站的边际成本。我们的分析表明，较高的单位兼容性成本会减少两家企业的部署量，并相对于无成本基准降低消费者剩余和社会福利。这些发现表明，当兼容性可以通过低成本标准化实现时，更严格的兼容性更有可能改善福利；当实施成本较高时，应采取更为谨慎的态度。第三个扩展引入了充电服务竞争。第三方运营商独立部署充电站，消费者直接重视网络扩张。因此，总部署量、消费者剩余和社会福利均高于基准，且随服务收入增加而增长。在某些条件下，厂商利润也会改善，具体取决于投资效率和服务收入。这些发现凸显了将兼容性政策与充电服务市场监管以及降低第三方进入壁垒相协调的重要性。6. 结论与政策启示6.1. 结论面对政府对电动汽车充电站兼容性日益严格的监管要求，本研究探讨了政策强制的充电站兼容性在塑造电动汽车生态系统（例如充电站部署、价格竞争）中的作用及其对消费者剩余和社会福利的影响。我们的研究采用博弈论方法，对两家非对称电动汽车制造商和异质性电动汽车消费者之间的战略互动进行建模。通过对均衡结果进行全面分析以及对多个模型参数进行数值研究，结果展示了兼容性如何影响市场结构，塑造电动汽车制造商的投资激励、定价策略和竞争动态。最终，我们的发现挑战了电动汽车充电标准化普遍有利于消费者剩余和社会福利的假设。具体而言，随着政策强制的充电站兼容性日益严格，制造商可能会减少充电站部署的投资，导致电动汽车行业充电站总部署量下降。此外，这种兼容性驱动的投资转变改变了电动汽车零售市场的价格竞争：高效制造商降价以获取市场份额，而低效制造商则提价以弥补成本。反直觉的是，更严格的兼容性政策降低了消费者剩余，却无意中提升了低效制造商和整个电动汽车行业的利润。6.2. 政策启示本研究表明，充电网络兼容性应通过其对制造商投资和车辆定价决策的影响来评估，而非仅通过跨品牌接入的即时扩张来衡量。这些发现为监管机构和制造商提供了一些启示。这些启示涉及所建模电动汽车市场中替代性兼容性要求的评估；它们并未确定最优监管强度，也未能建立对电动汽车总体采用的影响。在收紧兼容性要求之前诊断市场状况。监管机构应评估充电网络投资成本、电动汽车制造商之间不对称的投资效率，以及消费者相对于车辆差异化对充电便利性的估值。这些因素决定了更大的兼容性是否有利于消费者和社会，正如引理8和表2所刻画的。在实践中，可比的建设成本和部署记录可以为评估投资效率提供信息，而消费者选择数据则有助于估计需求参数。重要的是，不应将网络规模作为投资效率的直接衡量指标，因为命题1表明效率更高的制造商未必部署更大的网络。监管机构应利用这些输入来比较所提议增加兼容性的消费者剩余和社会福利效应预测。当这些效应不同时，评估应明确指出生产者收益是否以消费者为代价。模型的分析条件可以指导这一诊断，但在应用于特定市场之前需要进行校准。将接入改善与投资及价格响应一并评估。引理2表明，更大的兼容性会减少充电站总部署量。因此，固定网络规模的评估将忽视该监管的核心后果。监管机构应使用允许电动汽车制造商调整投资和车辆价格的场景来评估所提议的接入要求。一种可行的做法是分阶段提高兼容性，并在进一步推进之前审查这些响应。监测应涵盖每家制造商的部署情况、每个品牌车主可访问的有效网络，以及车辆价格。这有助于区分物理部署的充电站数量与消费者通过兼容性可访问的充电基础设施。总部署量下降应促使对有效接入和福利进行重新评估，而非自动被视为政策失败。协调充电网络投资与车辆定价。制造商应通过综合投资和车辆定价计划来评估兼容性变化。随着兼容性增加，高效制造商减少充电网络投资并降低车辆价格。因此，其投资评估应考虑到专有基础设施区分车辆能力的降低以及由此带来的车辆利润率调整。对于低效制造商，接入竞争对手网络的改善并不意味着扩大自有网络总是有利可图的：其投资响应取决于引理2所确定的条件。它应将额外部署的成本与该部署对车辆需求的贡献进行比较。6.3. 未来研究本研究的某些局限指出了未来的研究方向。首先，我们的分析聚焦于单一的监管干预措施。未来研究可以探讨兼容性标准与其他政策工具（如基础设施补贴）之间的协同效应，以减轻潜在的福利损失。其次，我们假设兼容性是对称的。探索非对称兼容性（即企业保持不同程度的技术开放性）可能会揭示更为细致的竞争效应。贡献声明马铭清：原创写作、软件、形式分析、数据管理。陈磊：审稿编辑、监督、调查、构思。郭超成：原创写作、监督、调查、形式分析。马铭清|陈磊|郭超成