城市電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施規(guī)劃研究

摘 要：近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，城市充電設(shè)施的建設(shè)已經(jīng)成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的建設(shè)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素，一個(gè)城市要想快速推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用發(fā)展，必須首先發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施。只有充電設(shè)施建設(shè)跟上電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的腳步，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展才能滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);充電設(shè)施;規(guī)劃

1 前言

目前，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量不斷增加。但是，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)已成為了電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。為加快電動(dòng)汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，國(guó)務(wù)院和相關(guān)部委分別發(fā)布了《關(guān)于加快電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020年）》等相關(guān)文件。文件表明了到2020年，中國(guó)將建設(shè)12000個(gè)集中充換電站和480萬(wàn)個(gè)分散充電樁，以滿(mǎn)足全國(guó)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)充電需求。

2 電動(dòng)汽車(chē)充電站類(lèi)型

充電站建設(shè)選址定容的依據(jù)是充電站的等級(jí)劃分，目前現(xiàn)有的分級(jí)制度規(guī)定了充電站分為4個(gè)等級(jí)，劃分等級(jí)的依據(jù)包括服務(wù)能力、配電容量和蓄電池的能力等[1]，如表1所示。

3 充電站服務(wù)模式研究

現(xiàn)有的充電站服務(wù)模式根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的構(gòu)造不同分為兩種：整車(chē)充電模式和非整車(chē)重點(diǎn)模式[2]。整車(chē)充電模式是汽車(chē)與蓄電池一體的充電模式，也叫做插電模式。非整車(chē)充電模式是指汽車(chē)整車(chē)可與蓄電池分離，這種模式又包括更換電池和分離電池進(jìn)行充電兩種。如表2所示。

（1）整車(chē)充電模式

整車(chē)充電模式由于汽車(chē)構(gòu)造為電動(dòng)汽車(chē)與蓄電池一體，只有充電方式一種供能方式。主要采用充電樁進(jìn)行充電，充電方式包括普通充電和慢充兩種形式[3]。

普通慢充又叫交流慢充，以正常電流充電，充電電流在15A左右，充電時(shí)間在6-10小時(shí)左右。主要優(yōu)點(diǎn)包括：建設(shè)的成本比較低，提高了蓄電池的使用壽命，同時(shí)也不會(huì)對(duì)公共電網(wǎng)產(chǎn)生較大的負(fù)載，充電成本較低。其缺點(diǎn)包括：充電時(shí)間較長(zhǎng)，不適合用于應(yīng)急服務(wù)，充電站的空間規(guī)模要求較高。

快充又叫直流快充，充電中用強(qiáng)直流電對(duì)蓄電池進(jìn)行充能，電流在150-400A左右，充電時(shí)間在15-30分鐘左右。主要優(yōu)點(diǎn)是充電時(shí)間短，單位時(shí)間充電服務(wù)能力強(qiáng);主要缺點(diǎn)是強(qiáng)電流會(huì)導(dǎo)致公用電網(wǎng)的負(fù)荷增大，并導(dǎo)致電池壽命縮短，安全性能較差，建設(shè)成本較高，難以大規(guī)模發(fā)展。

對(duì)普通慢充和快充兩種充電模式的關(guān)鍵因素對(duì)比分析，如表3所示。

（2）非整車(chē)充電模式

非整車(chē)充電模式是根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)與蓄電池可以分離的汽車(chē)構(gòu)造產(chǎn)生的服務(wù)模式，需要充電時(shí)可以將蓄電池從車(chē)上拆下來(lái)。這種模式根據(jù)用戶(hù)需求和能源獲取方式又可以分為充電模式和換電池模式[4]。

其中充電模式類(lèi)似于整車(chē)充電模式，也包括普通充電和快充兩種方式，但操作更加復(fù)雜，所以專(zhuān)業(yè)化要求更高。

換電池模式是效率更高的一種模式，采用直接更換充好電的電池組的方式，操作時(shí)間僅需3-5分鐘。使電動(dòng)汽車(chē)充能更加方便快捷，電動(dòng)汽車(chē)的使用效率更高。

（3）整車(chē)充電模式與非整車(chē)充電模式對(duì)比分析

整車(chē)充電模式和非整車(chē)充電模式兩種服務(wù)模式的主要區(qū)別是能否進(jìn)行換電池操作，分別對(duì)比兩種模式的經(jīng)濟(jì)型、電池維護(hù)、電網(wǎng)沖擊和站點(diǎn)建設(shè)4個(gè)方面，具體如表4所示。

4.濰坊市電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施規(guī)劃研究

濰坊位于山東半島中部，是山東省下轄十七地級(jí)市之一，全市常住人口924.7萬(wàn)人，中心城區(qū)常住人口約300萬(wàn)人。按照常用的千人汽車(chē)保有量測(cè)算法和彈性系數(shù)法進(jìn)行測(cè)算，得出2020年濰坊市預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)總保有量。具體如表5所示。

取兩種測(cè)算法的平均值平均值，預(yù)計(jì)2020年濰坊市的汽車(chē)保有量約為254.0938萬(wàn)輛。按電動(dòng)汽車(chē)占汽車(chē)保有量的2%計(jì)算，預(yù)計(jì)2020年電動(dòng)汽車(chē)保有量約為50819輛。

濰坊市電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施需求主要集中在濰坊中心城區(qū)。濰坊市也出臺(tái)了相關(guān)政策推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的建設(shè)，近年來(lái)，濰坊市電動(dòng)汽車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，與此相對(duì)應(yīng)，充電設(shè)施需求急劇增加。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，濰坊市2020年電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施規(guī)劃如表6所示。

表6 濰坊市2020年電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施規(guī)劃

序號(hào) 類(lèi)型 數(shù)量

1 公交車(chē)充換電站（座） 50

2 出租車(chē)充換電站（座） 20

3 物流環(huán)衛(wèi)等專(zhuān)用車(chē)充電站（座） 30

4 城市公共充電站（座） 40

5 城際快充站（座） 10

6 充電站總計(jì)（座） 150

7 分散式公共充電樁（個(gè)） 5000

8 公務(wù)與私人乘用車(chē)專(zhuān)用充電樁（個(gè)） 42500

9 充電樁總計(jì)（個(gè)） 47500

5.結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前節(jié)能與環(huán)保的大環(huán)境下，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，大力推廣新能源，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)刻不容緩。電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的建設(shè)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素，只有充電設(shè)施建設(shè)跟上電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的腳步，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展才能滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]周逢權(quán)，連湛偉，王曉雷，楊校輝，徐怡山.電動(dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)營(yíng)模式探析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（21）：63-66+71.

[2]丁代明，劉義.關(guān)于新能源汽車(chē)（電動(dòng)汽車(chē)）充電、換電運(yùn)行模式可行性研究初探[J]. 武漢商務(wù).2015（01）：10-15

作者簡(jiǎn)介：

張相坤（1985.6-）男，漢族，山東濰坊人，碩士研究生，研究方向：汽車(chē)節(jié)能與新能源技術(shù)，山東科技職業(yè)學(xué)院教師。