電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式探析

談先球

(安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 合肥230051)

電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式探析

談先球

(安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 合肥230051)

對(duì)電動(dòng)汽車充電模式以及電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)模式進(jìn)行了一定的探討,對(duì)影響電動(dòng)汽車充電站的結(jié)構(gòu)因素一定量的討論,并提出了一種較為可行的電動(dòng)車充電站的建設(shè)模式。

電動(dòng)汽車; 汽車充電站; 充電站建設(shè); 建設(shè)模式

電動(dòng)汽車噪音污染小,以電代油,是解決碳排放污染環(huán)境問題的重要方式之一。隨著石油資源的緊張和電池技術(shù)的不斷發(fā)展,以特斯拉為代表的電動(dòng)汽車在性能和經(jīng)濟(jì)性方面越來越好,并開始在全球范圍內(nèi)應(yīng)用推廣。

電動(dòng)汽車的研發(fā)技術(shù)不斷提高,全國各主要大中城市都在陸續(xù)建立電汽車充電站,國家近兩年不斷出臺(tái)新政策,鼓勵(lì)居民購買和使用電動(dòng)汽車。2014年9月1日,工信部和國家稅務(wù)總局聯(lián)合發(fā)布《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄(第一批)》,作為新能源汽車試點(diǎn)城市之一的合肥市從2015年1月開始,購買新能源汽車車主,在市區(qū)停車免停車費(fèi)。截至到目前,我國新能源汽車保有量已超過12萬輛。

然而,電動(dòng)汽車的使用離不開充電站的建設(shè)和服務(wù)。充電站的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要考慮建設(shè)成本、布局選址和客戶服務(wù)等,從技術(shù)上來說,建立充電站需要設(shè)置有一定數(shù)量充電樁、充電機(jī)等充電設(shè)備,供電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電。

1 電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)充電站的要求

1.1 充電快速化

這是電動(dòng)汽車目前沒有全面普及的原因之一。不同充電方式的充電時(shí)間不同。對(duì)充電時(shí)間要求不高時(shí),可以選擇在夜間進(jìn)行低谷常規(guī)充電,從而達(dá)到延長電池壽命;在緊急情況下,可以選擇快速充電或更換電池實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充電能。

充電時(shí)間過長會(huì)降低消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車使用的意愿程度。充電時(shí)間如果能像普通汽車加燃油或燃?xì)庖粯?能夠更加獲得消費(fèi)者青睞。2014年6月,北京的首座特斯拉超級(jí)充電站開始投入運(yùn)營,其外觀類似于普通加油站里兩臺(tái)并排而立的加油箱,免費(fèi)為特斯拉車主提供快速充電服務(wù),充滿1輛車只需大約1 h。

1.2 充電通用化

不同電動(dòng)汽車的電池類型可能不同,充電站的充電設(shè)備需要具有適應(yīng)不同類型電池以及應(yīng)對(duì)各種電壓條件,可滿足對(duì)不同廠家的電池進(jìn)行充放電。在這方面,國家有關(guān)部門應(yīng)該出臺(tái)政策,逐步規(guī)范充電裝置的接口協(xié)議、充電服務(wù)規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

1.3 充電智能化和高效化

電池的續(xù)航性能是影響電動(dòng)汽車普及的關(guān)鍵問題之一,很多電池由于充電方法的不規(guī)范,會(huì)導(dǎo)致電池受損。智能化充電就是實(shí)現(xiàn)電池的無損充電,通過適時(shí)監(jiān)控電池的放電狀態(tài),防止或減少過放電現(xiàn)象發(fā)生。電能轉(zhuǎn)化的效率影響電池的續(xù)航能力,也即影響電動(dòng)汽車的使用性能,未來的發(fā)展趨勢(shì)就是朝著電池的電能換轉(zhuǎn)高效率化。

1.4 充電客戶的滿意化

電動(dòng)汽車充電站和加油站一樣都是能源服務(wù)行業(yè),需要做好服務(wù)的規(guī)范性。充電站企業(yè)要有健全的服務(wù)管理體制和高效的執(zhí)行力,例如微笑服務(wù)和不斷培養(yǎng)客戶的滿意與忠誠度。

2 影響電動(dòng)汽車充電站建設(shè)的若干因素

2.1 區(qū)域電動(dòng)汽車充電量的需求總量

主要是與區(qū)域及電池能耗高低相關(guān)。一個(gè)地區(qū)的電動(dòng)汽車充電量與該地區(qū)的電動(dòng)汽車的數(shù)量、車輛的日均行駛公里、每公里能耗水平等相關(guān)。合肥市的18路純電動(dòng)公交車5年(2010～2014年)共行駛660萬km,380輛純電動(dòng)公交車?yán)塾?jì)減少二氧化碳排放21 120余噸。

2.2 電動(dòng)汽車運(yùn)行方式

充電時(shí)間和續(xù)駛能力受電動(dòng)汽車的運(yùn)行方式影響,電動(dòng)汽車的常見運(yùn)行方式有如下幾種。

2.2.1 公交車運(yùn)行方式

公交車一般都有相對(duì)固定的停車場所,并且有較穩(wěn)定的行駛線路,因此可選擇在公交站的首末站停車場所建設(shè)充電站,可以選擇利用低谷時(shí)的夜間進(jìn)行充電;一次充電至少應(yīng)滿足其單程運(yùn)行公里數(shù),特殊或緊急情況下能實(shí)現(xiàn)快速充電。目前合肥市的電動(dòng)公交車充電站多選址建立在公交車的首末站停車場,例如瑤海停保場充電站、柳樹塘充電站等。2.2.2 出租車運(yùn)行方式

出租車在城市里行駛線路變化大,因此充電站應(yīng)根據(jù)人口密度、返回程度等合理排列在城市的不同區(qū)域,為出租車提供必要的充電設(shè)施。在非營運(yùn)時(shí)段,可以選擇常規(guī)的慢速充電;在營運(yùn)時(shí)段,能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電或換電,不影響其營運(yùn)效益。

2.2.3 單位或住宅小區(qū)車輛運(yùn)行方式

針對(duì)單位車輛或社會(huì)車輛的運(yùn)行狀況,考慮到出行的方便性,可以選擇在單位停車場或者住宅小區(qū)停車場建立配套充電站。

2.3 充電站服務(wù)模式的選擇

電動(dòng)汽車充電站的運(yùn)營服務(wù)模式主要有充電和換電兩種模式。充電模式指的是對(duì)電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行直接充電,充滿電后再駛離充電站;所謂換電,就是花更短的時(shí)間為電動(dòng)汽車換上另一組電池。太陽能充電站為新型充電服務(wù)。國外典型專業(yè)服務(wù)模式見表1。

2.4 充電站規(guī)模

充電站的規(guī)模會(huì)影響到建設(shè)成本和充電服務(wù)效率,建設(shè)規(guī)模主要與變壓器臺(tái)數(shù)和變壓器容量等有關(guān),建設(shè)規(guī)模還與區(qū)域電動(dòng)汽車的充電需求量成正比。充電站建設(shè)時(shí)需要考慮未來的發(fā)展規(guī)劃,留有一定的預(yù)留發(fā)展空間,保障升級(jí)換代的現(xiàn)實(shí)可行性,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的長遠(yuǎn)利益和近期利益結(jié)合。

2.5 政府支持力度

目前,電動(dòng)汽車的動(dòng)力性與使用便捷性不及燃油汽車,只靠充電成本低和環(huán)保低還不足打動(dòng)消費(fèi)者,其推廣與普及離不開政府的大力支持。對(duì)于電動(dòng)汽車充電站的建立,由于投資成本較高,市場保有量還有限,離不了政府的大力支持。合肥市從2014年開始,自用充電設(shè)施安裝和充電費(fèi)用在地方配套的補(bǔ)助資金中安排1萬元/輛專項(xiàng)用于對(duì)擁有固定停車位的新能源車主,同時(shí)要求物業(yè)企業(yè)積極支持和配合。只需要按照程序申請(qǐng)報(bào)建,符合條件便可以安裝。

目前,影響充電站投資項(xiàng)目建設(shè)的因素還有:充電的需求量不足、充電服務(wù)費(fèi)未統(tǒng)一以及商業(yè)模式不清晰。充電需求量的增長主要依靠電動(dòng)汽車保有量的上升,充電服務(wù)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的確定需要政府出臺(tái)政策,商業(yè)模式的明確需要充電站企業(yè)的積極探索與實(shí)踐。

3 電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式

電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)是確保電動(dòng)汽車正常使用的關(guān)鍵條件。電動(dòng)汽車不同的充電模式的分類,一般采用充電樁或者充電站的建設(shè)模式,具體來說要考慮以下幾個(gè)方面:

3.1 充電樁模式

交流充電樁的功率一般較小,同時(shí)其布點(diǎn)選擇較為靈活,所以應(yīng)用的范圍也較為多變和靈活。其充電的功率一般不大于7 k W,以慢充的方式為主。由于規(guī)模較小,因此一般采用自助式的充電方式,設(shè)備具有人機(jī)操作的界面及相應(yīng)的自我檢測(cè)和保護(hù)的功能。主要可以安裝在居民小區(qū)的停車場、社會(huì)小型停車場等場所。從安裝的實(shí)際情況考慮,采用充電樁模式時(shí)一般不具備安裝獨(dú)立的供電變壓器的條件,可以選擇在已有供電配套設(shè)施基礎(chǔ)上改造,根據(jù)安裝位置具體的電力負(fù)荷來進(jìn)行考慮,包括電力負(fù)載的峰值和低谷等情況。相對(duì)來說,充電樁的充電穩(wěn)定性較低。

3.2 充電站模式

相對(duì)充電樁式充電模式,充電站是具有充電功率較大的充電設(shè)施,可滿足同時(shí)為多輛電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)。充電站一般由多臺(tái)充電設(shè)施組成,可提供的充電服務(wù)方式多,如慢充、快充及機(jī)械式充電等,并且能夠?qū)﹄姵爻潆娨约半姵氐母鼡Q設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4 電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式的建議

不僅要考慮電動(dòng)汽車保有量、道路發(fā)展規(guī)劃及電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì),還要考慮車輛的日均行駛歷程、單位里程能耗水平等因素。電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)汽車的使用所處階段不同而對(duì)應(yīng)建設(shè)。

4.1 對(duì)服務(wù)于公共交通工具的電動(dòng)汽車充電站實(shí)行示范建設(shè)的初步階段

對(duì)于城市內(nèi)的電動(dòng)公交車、出租車,政府應(yīng)大力扶持相關(guān)企業(yè)做好配套建設(shè),在財(cái)稅和土地等方面給予政策支持,鼓勵(lì)有條件的企業(yè)采用電動(dòng)汽車作為員工上下班交通工具,推動(dòng)新能源汽車的普及應(yīng)用。

4.2 引導(dǎo)消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車,強(qiáng)調(diào)充電經(jīng)濟(jì)性的充電站發(fā)展階段

絕大部分城市居民使用汽車的主要用途是作為上下班的市區(qū)代步,較少長途行駛,每天行駛里程較小,一般每天行駛里程不超過100公里。這部分汽車使用者,如果改用電動(dòng)汽車,完全可以充分利用夜晚時(shí)間進(jìn)行慢充,加上普通居民比較注重經(jīng)濟(jì)性,可以充分利用峰谷電價(jià)差對(duì)這部分用戶進(jìn)行引導(dǎo)。

4.3 充電需求全面化,強(qiáng)調(diào)充電的便利化、快速化的普及階段

電動(dòng)汽車的性能大幅度提升,得到社會(huì)的全面認(rèn)可的全面普及,這時(shí)其運(yùn)行范圍廣,不僅在市區(qū),還可能出現(xiàn)在普通公路、省道、國道上,鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有充電需求。由于用戶的全面性,競爭趨于激烈,滿足充電需求主要是快速化、便利化,充電站應(yīng)像加油站一樣普及。

當(dāng)前我國電動(dòng)汽車的處于初步階段和發(fā)展階段之間,電動(dòng)汽車越來越引起居民的購買汽車時(shí)的興趣。應(yīng)根據(jù)電動(dòng)汽車充電站建設(shè)所處的階段進(jìn)行建設(shè),同時(shí)加大市場預(yù)測(cè),為充電客戶提供更加完善和精確的充電服務(wù)。

選擇電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式可以借鑒國內(nèi)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn),但要因地制宜,提高建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和充電服務(wù)的快捷性。隨著科技不斷進(jìn)步,純電動(dòng)汽車車蓄電池容量與安全防護(hù)水平將進(jìn)一步提高,充電的時(shí)間會(huì)縮短,續(xù)航的里程加大,將會(huì)有更多的人選擇電動(dòng)汽車。

[1] 康繼光,衛(wèi)振林,程丹明,等.電動(dòng)汽車充電模式與充電站建設(shè)研究[J].電力需求側(cè)管理, 2009(9):69-71.

[2] 周逢權(quán),連湛偉,王曉雷,等.電動(dòng)汽車充電站運(yùn)營模式探析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010 (11):72-75.

[3] 郝娟,李強(qiáng),岳建華.電動(dòng)汽車充電站充電模式探討[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù),2010(6):13-15.

Discussion on the Construction Mode of Electric Vehicle Charging Station

TAN Xian-qiu
(Anhui Electrical Engineering Professional Technique College, Hefei Anhui 230051)

The paper discussed the construction mode of electric vehicle charge station and charging facilities,analyzed a number of factors about the impacts of electric vehicle charging station construction and put forward a feasible construction mode of electric vehicle charging.

electric vehicle; vehicle charging station; charging station construction; construction mode

U469.72;U473.8

B

1671-4733(2015)02-0014-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2015.02.004

2015-03-11

2013年安徽省高校省級(jí)優(yōu)秀青年基金重點(diǎn)項(xiàng)目“電動(dòng)汽車充換電站商業(yè)模式與服務(wù)體系研究-以合肥市為例”(項(xiàng)目編號(hào):2013SQRW103ZD)

談先球(1979-),男,安徽六安人,講師,研究方向?yàn)槠髽I(yè)管理與會(huì)計(jì)信息化,電話:13365697262。