電動汽車充換電服務蘇滬杭城際互聯網研究與建設

壽江云，王文華

（嘉興電力局，浙江 嘉興 314000）

隨著各國能源發展戰略的調整，發展以電動汽車為主的未來新能源汽車成為各國能源和環保政策的重點方向之一。國內國外對新能源汽車的發展前景、電動汽車的充電模式的討論相當激烈。電動汽車對能源政策的支持是“畫餅充饑”式的一廂情愿還是應運而生的“雨后春筍”，還有待于成熟市場一定時期運作后的考證，可以肯定的是，還處于萌芽階段的電動汽車市場的發展亟需政策的支持、技術的支撐。為此，國家電網公司以“科學發展、適度前瞻”為原則，經過多年的研究、論證與實踐，確定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的智能充換電服務網絡運營模式。國家電網公司“十二五”電動汽車智能充換電服務網絡發展規劃中明確，要大力推動長三角地區電動汽車城際互聯。

1 嘉興市電動汽車充換電設施建設規劃

1.1 嘉興市地理和交通位置

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲南翼的杭嘉湖平原腹地，是滬杭、蘇杭高速公路交通樞紐。改革開放以來，嘉興經濟社會事業蓬勃發展，具有良好的經濟發展條件和投資環境，區位優勢得天獨厚。鐵路、公路、水路、港口齊全，為浙北交通樞紐。擁有完善的公路交通網絡，滬杭高速、乍嘉蘇高速、G320國道、S01省道等公路構成的公路網絡完全可以和發達國家相媲美；杭州灣跨海大橋、申嘉湖高速、杭浦高速以及將要建設的滬杭高速鐵路、滬杭輕軌等，使嘉興和上海、杭州、寧波等大城市構筑起同城概念，因此被列為國家電網公司電動汽車智能充換電服務網絡蘇滬杭城際互聯網的主要城市之一。

1.2 嘉興市電動汽車保有量預測

嘉興市政府委托嘉興電力局編制了《嘉興市“十二五”電動汽車充換電設施建設規劃》。該規劃依據國家電網公司“換電為主、插充為輔，集中充電、統一配送“的電能供給模式，采用“彈性系數法”和“每萬人擁有量法”分別對“十二五”期間嘉興市汽車保有量進行了預測分析。分析結果顯示，至2015年底嘉興市汽車保有量為55萬～60萬輛，2020年將達到80萬～90萬輛。以此為基礎，電動汽車按每年近似1個百分點的比例增長，預計2015年將達到3萬輛，2020年將達到或超過9萬輛。

1.3 嘉興市充換電設施建設計劃

根據全市電動汽車保有量和充換電需求預測，“十二五”期間規劃在嘉興城區和周邊各縣（市）建成集中充電站1座、充換電站12座、配送站46座、公交車專用充電站4座，在居民小區、停車場、商場、電影院等公共場所設立180套充電樁，其中，2011年將建設充換電站1座，配送站8座。表1是嘉興市電動汽車充電設施新增需求。

1.4 蘇滬杭城際互聯網建設計劃

目前在蘇滬杭城際互聯高速公路網中，主干高速通道有6條：分別為滬昆高速（G60，上海—昆明，其中上海—杭州段又稱為滬杭高速）、滬蓉高速（G42，上海—成都，其中上海—南京段又稱為滬寧高速）、沈海高速（G15，沈陽—海口）、常臺高速（G15W，常熟—臺州）、杭洲灣環線高速（G92,其中乍浦—繞城東樞紐段又稱為杭浦高速）、申嘉湖高速（上海—嘉興—湖州，申嘉湖高速上海段編號S32，申嘉湖高速浙江段編號S12）。上述高速公路沿線城市較為密集，城際之間公務用車比較頻繁，民眾的綜合消費水平也較高，利用私家車出行、旅游較為普遍。考慮到車流量、路段長度和服務區建設現狀，宜選擇上述高速公路作為蘇滬杭城際互聯的實施重點。

表1 嘉興市電動汽車充電設施逐年新增需求分析 座

根據建設原則和蘇滬杭城際互聯現狀，“十二五”期間在蘇滬杭6條高速公路的服務區內共計劃建設11對充換電站，具體分布見表2。

2 嘉興智能充換電服務網絡建設情況

嘉興市電動汽車充換電設施建設起步于2010年。2010年4月19日，浙江省電力公司與嘉興市人民政府簽訂了《關于共同推動電動汽車充電設施系統建設合作框架協議》。根據協議，雙方在建設電動汽車充電設施、扶持充電設施系統運營和推動電動汽車產業發展3個方面進行廣泛深入的合作。2010年，55個充電樁首次在嘉興各縣（市、區）亮相。

2.1 智能充換電服務城際互聯網建設總體目標

以國家電網公司“十二五”電動汽車智能充換電服務網絡發展規劃為指導，依托蘇滬杭之間高速公路配套基礎設施，按照“換充為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的運營模式，建設具有信息化、自動化、網絡化特征的智能充換電服務城際互聯網絡。2011年年底前，確保蘇滬杭之間實現互聯互通，滿足乘用車用戶在蘇滬杭地區城際自由行駛的要求。到“十二五”期末，為電動汽車用戶提供跨區域的同網、同質、同價的優質充換電服務。

2.2 智能充換電服務城際互聯網建設原則

表2 蘇滬杭高速公路服務區充換電站建設計劃

2.2.1 統一規劃，分步實施

統籌考慮蘇滬杭3個城市之間高速公路收費站、服務區等配套設施情況，做到統一規劃，統一設計。同時，電動汽車的城際互聯需求是一個逐步增長過程，應結合當前重點與未來趨勢，按照分步實施原則，合理規劃互聯通道建設時序和建設規模，既滿足當前實際，又兼顧未來發展需要，做到遠近結合，經濟高效。

2.2.2 立足實際，適度超前

高度重視充換電基礎設施在電動汽車產業發展中的優先原則和基礎性作用，在公司已有運營實踐基礎上，適度超前建設蘇滬杭電動汽車城際互聯網絡。通過城際互聯工程建設，為電動汽車在以上地區的跨城際交通創造條件，加強與各利益相關方合作，引領和推動蘇滬杭地區電動汽車產業的發展，發揮重要示范作用。

2.2.3 合理布局，便捷經濟

遵循便捷經濟原則，結合電動汽車當前續航里程條件，合理確定蘇滬杭城際互聯服務網點間距與充換電站類型。在高速公路的出入口附近建設充換電站，實現高速通道與市區網絡的有效銜接，提高用戶便捷性。盡量利用現有高速公路的服務區、收費站、停車場等配套設施，降低初期建設費用，縮短建設周期。結合道路實際情況以及周邊電網分布等情況，合理確定充換電站類型以及外電源接入方案。

2.2.4 統一標準，加快建設

蘇滬杭城際互聯作為長三角區域首個電動汽車跨省互聯工程，具有重要的示范意義。在浙江省公司已有建設運營實踐基礎上，統一實施方案，統一建設標準，統一運營模式，統一標識展現，科學設計，加快建設，將蘇滬杭城際互聯工程建成可推廣應用的標準化示范工程，為加快推動長三角區域的城際互聯工程建設打下堅實基礎。

2.3 高速公路服務區充換電站技術方案

跨區域聯網的節點在于各高速公路服務區。一個服務區按雙向建一對充換電站。每座充換電站占地350 m2左右，站內設置移動充電倉和移動電池倉各3個，電池取放系統1套，叉車和轉運小車各1輛，可同時容納120組電池充換，滿足40輛汽車的同時換電需求。站內建設通信系統和監控系統，采用光纖通信方式，采用全省統一的運營管理系統，能跨省結算。

2.4 充換電站建設概況

為確保充換電設施建設工作順利完成，嘉興電力局專門成立了電動汽車充電設施建設領導小組，負責協調與保障項目所需資源，負責決策項目實施的重大事項，協調和解決建設運行過程中出現的各種問題。建立工程實施周例會制度，加強工程協調，千方百計縮短項目建設工程在項目前期、查勘設計、方案審查環節的時間，加快高速公路配送站建設進度。落實項目招投標制，按充換電設備、鋼結構棚、土建施工和配電設備等分類進行招投標工作。嚴把施工單位資質關，對施工單位實行合同管理制，嚴格履行開工手續。加強施工現場的安全監督與管理，落實安全責任制，杜絕各類人身和設備事故，確保規范、安全、有序的完成建設任務。

2011年5月，嘉興率先完成蘇滬杭城際互聯網絡重要節點——滬杭高速嘉興服務區充換電站建設。

2.5 智能充換電服務城際互聯網試運行情況

2012年2月份，在華東電網的統一組織下，浙江、上海、江蘇電力公司對蘇滬杭充換電網絡開展了試運行，共投入4輛車在5對城際充換電站間進行試運行，分別為楓涇、嘉興、新塍、白洋湖、陽澄湖充換電站,累計完成40車次試運行，累計行駛里程9 860 km，日均約980 km；累計換電次數達149次，平均換電時間為5～10 min。在整個運行過程中，電動汽車和充電電池運作正常，基本實現蘇滬杭三地的城際互聯。

3 電動汽車智能充換電服務網絡建設相關建議

3.1 制約電動汽車推廣使用的因素

電動汽車產業目前正處于高速發展階段，但是客觀上講，目前電動汽車的普及正處于萌芽階段，僅有少部分城市，如：青島和杭州，分別進行了電動公交車和電動出租車的試點以及示范化推廣，而自用乘用車的市場占有率極低。

這受制于多方面的因素，其中包括：電動汽車售價普遍偏高，購買者對于其性價比持一定的悲觀態度；電動汽車以及動力電池的安全性能有待驗證；電動汽車尚處于示范研究階段，面世待售的車輛僅占少數；動力電池的性能，如：能量密度、續航里程、使用壽命等，都有待進一步提升；充換電服務網絡的建設尚不能滿足電動汽車的大規模普及。

3.2 加快推進電動汽車產業發展的相關建議

3.2.1 探索完善商業運營模式

服務區充換電站委托運營模式已在嘉興市試行，隨著高速公路服務區充換電站陸續建成，為避免出現各充換電站各自為政，管理要求和標準不一的局面，更高層次的經營管理主體仍需建立。為此還要積極爭取政府和各方面支持，尋求建立完善適合當地實際情況的充換電業務商業經營體系。同時，不同區域、省市之間電池資產的相互流通與結算方式還需進一步明確。由于地域經濟發展水平差異，不同區域、省市之間價格體系不統一，電池資產歸屬各不相同，造成各區域之間電池資產的相互流通與結算難以解決。需要統一開發國家級的運營管理系統，開放各省市運營系統互聯接口，實現充換電業務的跨省互聯。

3.2.2 加強動力電池研究

我國的電動汽車雖已具備一定的研發和產業化基礎，但是汽車及核心零部件技術還有待于進一步突破，其中蓄電池儲能系統始終是推廣普及電動汽車的技術瓶頸。一是續航能力還未達到汽車使用者的預期，一組動力電池的續航能力與一箱汽油相差太遠；二是電池的安全性問題。給電池充電是個化學反應過程，其生命周期必然大大小于油箱，一般不超過5年，而且隨充電次數增加性能逐漸下降。現市場上大容量鋰電池價格不菲，一輛普通乘用車需配置4箱電池約8萬元，這不論對于購車者還是電池租憑經營商都是一筆不小的成本開支。

3.2.3 加大電動汽車宣傳

電動汽車的推廣應用是涉及千家萬戶的事情，大部分市民對電動汽車的認識還處于比較模糊的狀態，隨著充電站的相繼建成，供電企業應加大對電動汽車的宣傳力度，在營業場所設立的電動汽車宣傳展示區，制作發放宣傳手冊。同時主動與新聞媒體合作，做好新聞策劃，提高市民對電動汽車的認識，才能加快推進電動汽車的推廣，只有電動汽車普及了，我們著力建設的充換電服務網絡才能發揮出應有的經濟效益和社會效益。同時，各地政府應加大政策的鼓勵和支持，不能要求普通消費者為了節能環保而多花錢去購買電動汽車。

3.2.4 建立完善充電設施布局規劃長效管理機制

加強充換電設施建設，首先要對充電設施布局作科學規劃，爭取和保護實施規劃所需的站址和線路走廊等空間資源，加快建立和完善電動汽車充電設施布局規劃長效管理機制，統籌協調電動汽車發展所需的空間資源，有效實現電動汽車充電設施規劃與當地國民經濟發展規劃、城鄉總體規劃和土地利用總體規劃的銜接，實現智能充換電服務網絡與智能電網的協調發展。