淺析電動(dòng)汽車電能供給模式與充換電設(shè)施建設(shè)

劉建宇

摘要：在污染日益嚴(yán)重、能源日益缺乏的今天，電動(dòng)汽車的出現(xiàn)給人們帶來了新的希望，可以形象地把它稱為21世紀(jì)的交通工具、明日之星。本文對(duì)電動(dòng)汽車電能供給模式與充換電設(shè)施建設(shè)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車電能供給模式充換電設(shè)施建設(shè)

中國分類號(hào)：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章標(biāo)號(hào)：2095-2104（2013）03-0001-02

1.電動(dòng)汽車電能供給模式

1.1電動(dòng)汽車定義

電動(dòng)汽車是指全部或部分用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的電力常見的有各種蓄電池，燃料電池、太陽能電池等。

1.2電動(dòng)汽車分類

1.2.1純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車（BEV）：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電能來源于車載可充電蓄電池或其他能量儲(chǔ)存裝置。大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。

1.2.2混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車指能夠至少從下述兩類車載儲(chǔ)存的能量中獲得動(dòng)力的汽車。既可消耗的燃料；也可再充電能/能量儲(chǔ)存裝置。根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式可分為以下三類：串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（SHEV）。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（PHEV）混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（CHEV）。

1.2.3燃料電池汽車

燃料電池汽車：以燃料電池作為動(dòng)力電源的汽車。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2-3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

1.3電動(dòng)汽車的充電

電動(dòng)汽車充電類似于手機(jī)充電的ICM 階梯波六段式充電，具有較好的去硫化效果，可對(duì)電池首先激活，然后進(jìn)行維護(hù)式快速充電，具有定時(shí)、充滿報(bào)警、電腦快充、密碼控制、自識(shí)別電壓、多重保護(hù)、四路輸出等功能，配套萬能輸出接口，可對(duì)所有的電動(dòng)車快速充電。 商場(chǎng)、超市、醫(yī)院、停車場(chǎng)、小區(qū)門口、路邊小賣部等公共場(chǎng)所。 汽車充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式，在充電設(shè)施推進(jìn)過程中，亟待突破的難題就是充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)問題。電力部門依托現(xiàn)有的停車場(chǎng)設(shè)施，因地制宜地建設(shè)微電網(wǎng)、分布式、綜合化的可充、可換全功能充電站，可避免充電模式存在的兩個(gè)短板：一是充電時(shí)間長，二是停車環(huán)境有限。

2.電動(dòng)汽車充換電設(shè)施建設(shè)

隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加速，汽車工業(yè)得到飛速發(fā)展。同時(shí)國際原油供求矛盾逐步加深，全球氣候變暖日益明顯。在此背景下，加快發(fā)展電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)，搭建電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái)，對(duì)于推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和低碳城市建設(shè)，降低汽車污染排放，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保障國家能源安全，促進(jìn)環(huán)境與人類和諧發(fā)展等方面具有重要意義。電動(dòng)汽車充換電站系統(tǒng)主要由供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換系統(tǒng)組成。

2.1供配電系統(tǒng)

充換電站供配電系統(tǒng)主要包括10kV開關(guān)柜、變壓器、低壓配電柜、配電監(jiān)控、APF等組成部分。

2.1.110kV配電系統(tǒng)

一般10kV配電系統(tǒng)采用雙電源供電，單母分段接線方式，設(shè)置分段開關(guān)。高壓柜采用真空斷路器中置式開關(guān)柜，設(shè)進(jìn)線柜、PT防雷器柜、出線柜、母聯(lián)柜和隔離柜。

（1）配電變壓器類型選擇

參照國家電網(wǎng)公司電動(dòng)汽車充換電站的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)具體需求選擇汽車充換電站高壓側(cè)10kV進(jìn)線電源雙路還是單路。低壓0.4kV側(cè)一般可采用單母分段接線方式。

（2）配電變壓器容量選擇

根據(jù)充換電站用電容量選擇。一般可選擇兩臺(tái)變壓器，采用雙路常供方式，每臺(tái)變壓器正常情況承擔(dān)一半站用負(fù)載。一臺(tái)變壓器停電檢修時(shí)，充電機(jī)等設(shè)備減半使用。

（3）高壓開關(guān)柜選擇

10kV高壓開關(guān)柜可采用中置柜，柜內(nèi)配固封式真空斷路器，開關(guān)柜需具有充裕的電纜連接空間、完善可靠的五防聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)以及短路關(guān)合能力快速的合閘接地開關(guān)。

2.1.20.4kV系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0.4kV側(cè)一般可采用單母線分段的接線方式，設(shè)進(jìn)線柜、有源濾波柜，出線柜及分?jǐn)嗦?lián)絡(luò)柜。0.4kV接地系統(tǒng)采用變壓器中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用TN-S接地方式，接地電阻應(yīng)不大于4歐姆。

2.1.3站用電源

一般充換電站內(nèi)用電負(fù)荷不是很大，可以設(shè)置專用的10kV站用變壓器，用電源可以從位于不同母線的不同配電變壓器低壓側(cè)接取，通過交流配電箱分配給站內(nèi)照明、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、插座等設(shè)備供電。

同時(shí)需配置站用直流電源系統(tǒng)和不間斷電源系統(tǒng)，直流母線采用單母線接線。直流系統(tǒng)充電裝置采用智能化整流電源模塊，具備顯示、上傳直流系統(tǒng)狀態(tài)量的功能。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置不停電電源，不停電電源采用直流電源和逆變電源組成。監(jiān)控系統(tǒng)站控層采用交流不停電電源(UPS)供電。

電動(dòng)汽車充換電站屬于諧波源負(fù)荷，會(huì)產(chǎn)生諧波電流注入公用電網(wǎng)，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量水平。因此需要采取措施抑制其諧波電流注入，以確保電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，一般可采用有源濾波的方式抑制其諧波電流注入。

2.2充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)由充電機(jī)組成。根據(jù)設(shè)計(jì)容量及要求，選擇充電機(jī)數(shù)量、型號(hào)，并要考慮到一定的裕量。

充電機(jī)需具有根據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電參數(shù)、自動(dòng)完成充電過程的功能；充電機(jī)具備通過CAN接口與電池管理系統(tǒng)通信的功能，以獲得電池箱參數(shù)及充電電池的狀態(tài)參數(shù)；充電機(jī)應(yīng)具有實(shí)現(xiàn)外部手動(dòng)控制輸入的功能，以便對(duì)充電機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；同時(shí)充電機(jī)應(yīng)具備交流輸入過欠壓保護(hù)、交流輸入過流保護(hù)、直流輸出過壓保護(hù)、直流輸出過流保護(hù)、內(nèi)部過溫保護(hù)等功能。

充電機(jī)控制系統(tǒng)是充電機(jī)的一部分，是充電機(jī)的控制中心和通信樞紐，負(fù)責(zé)與電池更換站后臺(tái)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)；完成充電機(jī)的充電控制；與BMS通信獲取電池狀態(tài)和運(yùn)行信息；完成充電過程的聯(lián)動(dòng)控制。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)

充換電站監(jiān)控系統(tǒng)作為充換電站自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，主要包括充換電站監(jiān)控后臺(tái)、充電機(jī)控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)監(jiān)控、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及通訊管理機(jī)等。

充換電站監(jiān)控后臺(tái)主要完成采集、處理、存儲(chǔ)來自充電機(jī)及配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供圖形化人機(jī)界面及語音報(bào)警功能，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)及下發(fā)控制命令，用以監(jiān)控充電機(jī)及配電系統(tǒng)的運(yùn)行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供針對(duì)充換電站系統(tǒng)的諸如智能負(fù)荷調(diào)控等高級(jí)應(yīng)用功能，為電池更換站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障手段。

其中，安防監(jiān)控系統(tǒng)由前端視頻監(jiān)控設(shè)備和視頻監(jiān)控后臺(tái)組成。

電動(dòng)汽車充換電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)含圖像監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報(bào)警、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；視頻監(jiān)控后臺(tái)由視頻管理工作站和統(tǒng)一平臺(tái)監(jiān)控軟件組成，實(shí)現(xiàn)管轄所有區(qū)域內(nèi)前端充電設(shè)備的圖像監(jiān)控、防盜報(bào)警、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警等功能。

充換電站監(jiān)控系統(tǒng)中的通信管理機(jī)是充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的通信核心，負(fù)責(zé)配電系統(tǒng)監(jiān)控、充換電站監(jiān)控后臺(tái)、安防系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)及充電機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換；負(fù)責(zé)向安防系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)警信號(hào)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)；負(fù)責(zé)向換電站上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)本站相關(guān)信息。

2.4電池更換系統(tǒng)

電池更換系統(tǒng)是換電站的核心組成部分，一般由由電池箱、電池充電架、換電設(shè)備等組成。

在改革開放以及社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷深化的新時(shí)期，醫(yī)療市場(chǎng)的競爭也隨之愈發(fā)激烈。新時(shí)期醫(yī)院也應(yīng)該以嶄新的姿態(tài)：優(yōu)質(zhì)服務(wù)、高效工作、高質(zhì)量的醫(yī)療設(shè)備投入、降低各種醫(yī)療資源消耗等以適應(yīng)市場(chǎng)的殘酷競爭。與此同時(shí)，面對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的改革工作的新時(shí)期的新特征，醫(yī)院要與時(shí)俱進(jìn)的做好宣傳工作，將新時(shí)代醫(yī)院的工作內(nèi)容、重點(diǎn)、工作形式等傳達(dá)個(gè)社會(huì)各界，從而促進(jìn)醫(yī)院的改革事業(yè)順利進(jìn)行。那么在新形勢(shì)下, 應(yīng)從哪幾個(gè)方面做好醫(yī)院宣傳工作，我們將展開敘述。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王毓林.電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)初探[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2012(21)