淺談新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)問(wèn)題研究

（青島恒星科技學(xué)院，山東青島市，266000）吳 彤 莊新穎 修 霞

于霞 古遠(yuǎn)

1 引言

新能源汽車(chē)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展離不開(kāi)配套建設(shè)的充電設(shè)施。本文針對(duì)目前新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)中充電設(shè)施建設(shè)存在的問(wèn)題進(jìn)行原因的分析，為今后電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)提供一些思路和方法，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的普及，推動(dòng)能源的可持續(xù)發(fā)展。

2 充電設(shè)施布局影響因素

2.1 需求因素分析

總體需求是影響電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施城市空間布局的關(guān)鍵因素。充電設(shè)施的總體需求與電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離、充電設(shè)施的服務(wù)能力及設(shè)施的平均使用周轉(zhuǎn)率都有關(guān)系。主要表現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的空間分布應(yīng)與電動(dòng)汽車(chē)充電需求的時(shí)空分布相一致，以避免過(guò)度投資和資源浪費(fèi)。

2.2 用戶出行行為分析

用戶的出行行為主要包括駕駛員的駕駛習(xí)慣、行駛路線、停車(chē)時(shí)間、行駛距離、緊急充電程度和出行次數(shù)等，可理解為基于情景的用戶行為。充電設(shè)施的布局受到用戶出行過(guò)程中多種因素的共同影響。

2.3 經(jīng)濟(jì)因素分析

電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施具有前期投資成本高、投資回報(bào)周期長(zhǎng)，以及一定的政府補(bǔ)貼政策等特點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)因素主要包括土地成本、建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本、維護(hù)成本等。青島充電設(shè)施的收費(fèi)由電價(jià)和服務(wù)費(fèi)組成，另外充電樁使用情況不同，位置好的充電樁每天可以賣(mài)出300多千瓦時(shí)的電，成本按“峰谷平”三階段收費(fèi)，通常平峰用電只有0.8～0.9元，高峰不超過(guò)1.2元，低峰用電只有0.6元左右。

2.4 其他原因

在不同的運(yùn)行模式下，駕駛者的駕駛行為，包括出行目的、行程時(shí)間、里程距離和停車(chē)條件等，都是不同的。電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的選址應(yīng)符合電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行規(guī)律。充電設(shè)施選址的可行性分析是成功實(shí)施充電設(shè)施空間布局的基本條件，其可行性受電網(wǎng)承載能力、地理位置、交通安全性和環(huán)保性等因素的共同影響。

3 青島市充電設(shè)施布局原則

3.1 專(zhuān)用型車(chē)輛優(yōu)先原則

通過(guò)對(duì)和有關(guān)政策的解讀和布局現(xiàn)狀，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的前期主要通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼和政府指導(dǎo)來(lái)促進(jìn)和帶動(dòng)普及。在發(fā)展初期，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展電動(dòng)公交車(chē)等服務(wù)型車(chē)輛，保障城市公共交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先發(fā)展。

3.2 重點(diǎn)區(qū)域優(yōu)先原則

在城市中，要考慮在條件優(yōu)越區(qū)域重點(diǎn)布局，充分發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，如經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、郊區(qū)等的示范作用，市區(qū)的引導(dǎo)作用。城際公共充電站也應(yīng)該作為重點(diǎn)區(qū)域優(yōu)先考慮，示范引導(dǎo)建設(shè)，形成線型布局。

3.3 功能銜接原則

在城市中心，電動(dòng)汽車(chē)的充電主要采用分散式充電樁；在郊區(qū)等周邊地區(qū)，主要用集中式公共充電站來(lái)進(jìn)行快速充電，而在高速公路沿線的城際間布局中，應(yīng)通過(guò)建設(shè)公共快速充電站及時(shí)的進(jìn)行電能補(bǔ)給。分散式充電樁點(diǎn)狀布局、城市內(nèi)公共充電站線性布局和城際間公共充電站區(qū)域布局形成了一個(gè)互補(bǔ)、功能完善的城市公共基本充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4 專(zhuān)用充電站布局優(yōu)化方案

4.1 專(zhuān)用充電站選址布局

專(zhuān)用充電站布局的主要特點(diǎn)是利用自己的停車(chē)空間，主要通過(guò)停車(chē)場(chǎng)和交通樞紐的停車(chē)空間建設(shè)。專(zhuān)用車(chē)一般路線較為固定，便于統(tǒng)一管理，停放的時(shí)間較長(zhǎng)和空間規(guī)律明確。

4.2 公交車(chē)充電站布局

公交車(chē)行駛線路和里程是固定的，停車(chē)時(shí)間和地點(diǎn)是比較確定的。建議在停運(yùn)期間采用整車(chē)交流充電樁進(jìn)行常規(guī)充電，在緊急情況下采用整車(chē)快速充電，2車(chē)用1樁，根據(jù)公交車(chē)行駛路線的規(guī)律，采用線性布局模型對(duì)公交車(chē)充電站進(jìn)行布置。結(jié)合城市公共汽車(chē)站規(guī)劃和電動(dòng)公共汽車(chē)線路投入運(yùn)營(yíng)，在綜合樞紐站、停車(chē)場(chǎng)和首末站布局。計(jì)劃在大河?xùn)|、河馬石、世園會(huì)周邊、鄭莊周?chē)鷧^(qū)域，進(jìn)行充換電站設(shè)施的建設(shè)。根據(jù)充電站規(guī)模的研究，確定占地規(guī)模應(yīng)控制在2 000到3 000m2以上。

4.3 出租車(chē)充電站布局

出租車(chē)行駛路線復(fù)雜、行駛里程較大、停車(chē)地點(diǎn)不固定，建議主要通過(guò)城市內(nèi)公共充電站或?qū)Ｓ贸潆娬具M(jìn)行快速充電，在夜間車(chē)輛休息時(shí)，專(zhuān)用充電站用于進(jìn)行常規(guī)交流充電，白天急需充電的路況下采用公共充電站的快充進(jìn)行電能補(bǔ)充。

青島現(xiàn)有多家出租車(chē)公司，結(jié)合海博出租公司和大鵬出租公司的停車(chē)場(chǎng)實(shí)地勘察，可以建設(shè)為新能源汽車(chē)充電的車(chē)位。出租車(chē)充電站的建設(shè)規(guī)模符合青島市地方出租車(chē)公司的要求。根據(jù)日服務(wù)能力和建站規(guī)模的預(yù)測(cè)，規(guī)劃在現(xiàn)有充電站的基礎(chǔ)上，建議不久的將來(lái)在海博出租車(chē)公司和大鵬出租車(chē)公司停車(chē)場(chǎng)地聯(lián)合建設(shè)3個(gè)充電站。

5 公共充電站布局優(yōu)化方案

5.1 公共充電站選址布局原則

城市內(nèi)公共充電站要在滿足建設(shè)條件下?lián)裰沸陆?，這種情況主要適用于土地充足，限制條件較少的新城區(qū)、示范區(qū)和郊區(qū)；再者是結(jié)合公共停車(chē)場(chǎng)、交通樞紐、火車(chē)站、停車(chē)換乘設(shè)施等密集建設(shè)，條件允許的配套服務(wù)區(qū)也可以提供充電設(shè)施。這是當(dāng)前城市公共充電站布局模式突破的主導(dǎo)方向，但要充分論證后才能實(shí)施。

5.2 城際間公共充電站布局

為配合國(guó)家電網(wǎng)戰(zhàn)略，青島正在城際高速公路綜合服務(wù)區(qū)開(kāi)發(fā)充電設(shè)施?？紤]在主要高速公路和高速公路節(jié)點(diǎn)進(jìn)行公共快速充電站的布局，建議在龍青高速、青蘭高速、青銀高速、沈海高速等出入口布局。服務(wù)距離平均50km基本能夠滿足電動(dòng)車(chē)輛行駛中的充電需求，建設(shè)安全規(guī)范、生態(tài)環(huán)保的現(xiàn)代化充電站。

5.3 分散式充電樁布局優(yōu)化方案

分散式充電樁主要在城市內(nèi)部停車(chē)場(chǎng)建設(shè)，包括公共停車(chē)場(chǎng)、居民區(qū)停車(chē)場(chǎng)和單位停車(chē)場(chǎng)，布局的重點(diǎn)考慮是合理確定電動(dòng)車(chē)停車(chē)位的分布、公共充電樁的配置規(guī)模和城市布局，選址問(wèn)題相對(duì)淡化。

青島市2019年市區(qū)內(nèi)建設(shè)充電樁1.7萬(wàn)余個(gè)，新能源汽車(chē)總數(shù)10.4萬(wàn)輛。2020年新增規(guī)劃9 700個(gè)充電樁，預(yù)計(jì)車(chē)樁比達(dá)到1：5，雖然遠(yuǎn)少于1：1的建設(shè)目標(biāo)，但考慮充電樁的利用率的問(wèn)題，每個(gè)充電樁都會(huì)安裝2個(gè)充電口，所以電動(dòng)汽車(chē)的充電需求在近期內(nèi)是可以基本被滿足的。但規(guī)劃并非一朝一夕之事，新能源汽車(chē)的數(shù)量也不是一成不變。未來(lái)充電樁的建設(shè)需在政府、規(guī)劃部門(mén)和投資運(yùn)營(yíng)商的共同影響下進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。