新能源電動汽車充電站發(fā)展趨勢探討

周金華

摘要：當前全球環(huán)境污染日益嚴重，人類的生存和發(fā)展面臨著嚴峻考驗，為倡導節(jié)能減排，提高能源利用效率，促進低碳經濟和循環(huán)經濟發(fā)展，電動汽車的發(fā)展作為新興產物勢在必行。但因充電電池存儲能量低，續(xù)航時間短，成為發(fā)展弊端。為解決這一需求，除克服對電池本身研究外，還需大力建設電動汽車充電站作為配套實施，以滿足長時間運行的需求?；诖耍恼戮托履茉措妱悠嚦潆娬景l(fā)展趨勢進行分析探討。

關鍵詞：電動汽車；充電站；發(fā)展趨勢

1. 新能源電動汽車充電站發(fā)展背景

電動汽車碳減排能力是指電動汽車行駛時消耗電量對應發(fā)電側排放CO2相對于同等型號燃油汽車行駛時排放CO2的減排量。電動汽車所消耗的電力由發(fā)電廠提供，相當于“以煤代油”，并非真正意義上的新能源汽車；在完全由電廠發(fā)電對電動汽車充電時，電動汽車行駛每公里排放的 CO2與燃油汽車基本相同。但隨著電力系統發(fā)電側低碳化進程不斷推進，電動汽車的節(jié)能減排效益還會繼續(xù)增加。所以，如何協調投資清潔能源與電動汽車充電站是一個值得研究的問題。

2.充電站相關設施以及功能分析

充電站設施：配電系統、充電設備（充電器，電池充電平臺），調度系統（存儲、更換和維修）。

充電樁作為電動汽車智能終端的功能。電動汽車的消費者可以購買充電樁智能充電卡后，第一時間將個人信息在智能卡上激活，從而更好的體驗的智能充電樁的功能。當汽車進入到充電軌道后，充電樁充電和充電端口可以自主進行車距離分辨率的計算，電源接口通過自動紅外傳感器和用戶汽車充電接口對接，完成充電過程。

智能充電站資源網絡共享。需要投入更多的智能充電站信息共享，如每個充電站的當前存儲容量、充電樁空閑時間、充電等待時間等。用戶可以通過全球定位系統、實時無線網絡的新能源電動汽車充電站、充電站和電動汽車的負載恢復運行，及時反饋給調度中心，以保證電網的安全運行。

新能源電動汽車充電站是未來智能城市、智能電網建設的一部分。充電站的第一個層次是智能充放電控制單元結構：智能控制與數據采集模塊（PM），智能電表（SM）、電池管理系統（BMS），用戶終端（UT）和其他相關部件。第二個層次是綜合控制和管理系統：汽車充電站系統包括充放電、計量計費、安全等相關方面。利用SCADA監(jiān)控系統的功能、綜合監(jiān)控、智能負載調節(jié)和有效的網絡通信控制和管理功能。第三個層次是在充電和放電的電源管理系統：智能電網運行從整體的角度來看，電動汽車充電站區(qū)域內統一管理使用，監(jiān)督和對運行的微電網能量存儲設備進行有效控制。

3.運行模式

電動汽車本質動力是儲能電池，其充電時可以看作隨機性的負荷、放電時可以看作移動電源，即電動汽車運行在V2G模式。

電動汽車充電時，由于受控制策略和動力電池特性的限制，電動汽車相當于一個低電壓、大電流的負荷。電動汽車對應著三種充電模式：慢充方式、快充方式和快換方式。慢充方式主要針對續(xù)航能力大的電動汽車，積極利用晚間停運時間給蓄電池充電；快充方式針對續(xù)航能力適中的電動汽車，由于快速充電電流沖擊較大，只能用于標準的充電站；快換方式適合于車輛電池組設計標準化，易更換，電動汽車快速更換模式只適合有人值守的標準充電站。電動汽車作為移動負荷，需要對其進行隨機負荷建模。分析大規(guī)模電動汽車接入對電網的影響，包括對電網穩(wěn)定性的影響、接入點系統諧波處理等。

4.新能源電動汽車充電站發(fā)展趨勢分析

新能源電動汽車是汽車行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，這是能源及環(huán)保雙重壓力下的必然?！笆濉逼陂g，國家將大力普及新能源汽車、多能源混合動力車。電動轎車、氫燃料電池轎車將會在民眾普及，這樣背景下電動汽車充電站這種配套設備將迎來新的發(fā)展。2010年到2013年三年間，我國充電站從原有的90座快速攀升至619座，增長率達到89%，充電樁數量也從1129增長至22628個，年負荷增長率近200%。我國新能源汽車示范推廣的關鍵環(huán)節(jié)之一就是充電設施的建設，得益于國家對新能源電動汽車的大力推廣，新能源電動汽車充電設施建設行業(yè)將迎來一個新的爆發(fā)期。在這之前，受到電動汽車數量及規(guī)模的限制，加上充電設施建設過程中需要大量資金投入，短時間內得不到明顯效益回報，因此充電設施建設數量較少。根據工信部數據，截至2014年底，我國共建設完成充電站823個、充電樁3.8萬個。而2014年我國新能源汽車產銷量已達9.39萬輛，充電設施供需之間的矛盾日益突出。但在2015年，全國計劃建成的充電站數量達到了2549個，而計劃建成充電樁的數量更是達到了34萬個，相比于14年，有了近20倍的增長。這些數據充分說明在未來時間里，新能源電動汽車充電站具有良好的市場空間。相關研究人員應該做好設計及建設水平的研究工作，有效促進行業(yè)進步發(fā)展。

新能源電動汽車充電站是未來智慧城市、智能電網建設的一部分。充電站中的第一層次是智能充放電控制單元建設：智能控制和數據采集模塊（PM），智能電表（SM），電池管理系統（BMS），用戶終端（UT）和其他相關部分。第二層次是綜合控制和管理系統：汽車充電站系統包括充電和放電，計量和計費，安全等相關方面。利用SCADA監(jiān)測系統的功能，完成綜合監(jiān)控、智能負載調節(jié)和有效的網絡通信控制和管理功能。第三層次是地區(qū)充放電站管理系統：從整體的角度操作的智能電網，在充電站區(qū)域內統一管理操作、監(jiān)管大量的電動汽車電池的使用和有效地控制微電網儲能設備。

5 結語

綜上，發(fā)展清潔可再生能源可以解決環(huán)境和能源問題之間的矛盾，電動汽車是未來一種發(fā)展前景非常廣闊的交通工具，其利用電能產生動力勢能，基本上為零污染。能源供應是電動汽車發(fā)展的重要前提，電動汽車充電站基礎設施供給電動汽車能源，從而更好的促進電動汽車的發(fā)展。

參考文獻：

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[2]周文峰，李珍萍，崔曉潔，馮卉妍.電動汽車充電站選址問題研究[J].數學的實踐與認識，2016，11：187-194.