電動汽車充電站建設模式探析

談先球

(安徽電氣工程職業技術學院, 合肥230051)

電動汽車充電站建設模式探析

談先球

(安徽電氣工程職業技術學院, 合肥230051)

對電動汽車充電模式以及電動汽車充電設施的建設模式進行了一定的探討,對影響電動汽車充電站的結構因素一定量的討論,并提出了一種較為可行的電動車充電站的建設模式。

電動汽車; 汽車充電站; 充電站建設; 建設模式

電動汽車噪音污染小,以電代油,是解決碳排放污染環境問題的重要方式之一。隨著石油資源的緊張和電池技術的不斷發展,以特斯拉為代表的電動汽車在性能和經濟性方面越來越好,并開始在全球范圍內應用推廣。

電動汽車的研發技術不斷提高,全國各主要大中城市都在陸續建立電汽車充電站,國家近兩年不斷出臺新政策,鼓勵居民購買和使用電動汽車。2014年9月1日,工信部和國家稅務總局聯合發布《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄(第一批)》,作為新能源汽車試點城市之一的合肥市從2015年1月開始,購買新能源汽車車主,在市區停車免停車費。截至到目前,我國新能源汽車保有量已超過12萬輛。

然而,電動汽車的使用離不開充電站的建設和服務。充電站的建設是一項系統工程,需要考慮建設成本、布局選址和客戶服務等,從技術上來說,建立充電站需要設置有一定數量充電樁、充電機等充電設備,供電動汽車進行充放電。

1 電動汽車發展對充電站的要求

1.1 充電快速化

這是電動汽車目前沒有全面普及的原因之一。不同充電方式的充電時間不同。對充電時間要求不高時,可以選擇在夜間進行低谷常規充電,從而達到延長電池壽命;在緊急情況下,可以選擇快速充電或更換電池實現補充電能。

充電時間過長會降低消費者購買電動汽車使用的意愿程度。充電時間如果能像普通汽車加燃油或燃氣一樣,能夠更加獲得消費者青睞。2014年6月,北京的首座特斯拉超級充電站開始投入運營,其外觀類似于普通加油站里兩臺并排而立的加油箱,免費為特斯拉車主提供快速充電服務,充滿1輛車只需大約1 h。

1.2 充電通用化

不同電動汽車的電池類型可能不同,充電站的充電設備需要具有適應不同類型電池以及應對各種電壓條件,可滿足對不同廠家的電池進行充放電。在這方面,國家有關部門應該出臺政策,逐步規范充電裝置的接口協議、充電服務規范以及技術標準等。

1.3 充電智能化和高效化

電池的續航性能是影響電動汽車普及的關鍵問題之一,很多電池由于充電方法的不規范,會導致電池受損。智能化充電就是實現電池的無損充電,通過適時監控電池的放電狀態,防止或減少過放電現象發生。電能轉化的效率影響電池的續航能力,也即影響電動汽車的使用性能,未來的發展趨勢就是朝著電池的電能換轉高效率化。

1.4 充電客戶的滿意化

電動汽車充電站和加油站一樣都是能源服務行業,需要做好服務的規范性。充電站企業要有健全的服務管理體制和高效的執行力,例如微笑服務和不斷培養客戶的滿意與忠誠度。

2 影響電動汽車充電站建設的若干因素

2.1 區域電動汽車充電量的需求總量

主要是與區域及電池能耗高低相關。一個地區的電動汽車充電量與該地區的電動汽車的數量、車輛的日均行駛公里、每公里能耗水平等相關。合肥市的18路純電動公交車5年(2010～2014年)共行駛660萬km,380輛純電動公交車累計減少二氧化碳排放21 120余噸。

2.2 電動汽車運行方式

充電時間和續駛能力受電動汽車的運行方式影響,電動汽車的常見運行方式有如下幾種。

2.2.1 公交車運行方式

公交車一般都有相對固定的停車場所,并且有較穩定的行駛線路,因此可選擇在公交站的首末站停車場所建設充電站,可以選擇利用低谷時的夜間進行充電;一次充電至少應滿足其單程運行公里數,特殊或緊急情況下能實現快速充電。目前合肥市的電動公交車充電站多選址建立在公交車的首末站停車場,例如瑤海停保場充電站、柳樹塘充電站等。2.2.2 出租車運行方式

出租車在城市里行駛線路變化大,因此充電站應根據人口密度、返回程度等合理排列在城市的不同區域,為出租車提供必要的充電設施。在非營運時段,可以選擇常規的慢速充電;在營運時段,能夠實現快速充電或換電,不影響其營運效益。

2.2.3 單位或住宅小區車輛運行方式

針對單位車輛或社會車輛的運行狀況,考慮到出行的方便性,可以選擇在單位停車場或者住宅小區停車場建立配套充電站。

2.3 充電站服務模式的選擇

電動汽車充電站的運營服務模式主要有充電和換電兩種模式。充電模式指的是對電動汽車的電池進行直接充電,充滿電后再駛離充電站;所謂換電,就是花更短的時間為電動汽車換上另一組電池。太陽能充電站為新型充電服務。國外典型專業服務模式見表1。

2.4 充電站規模

充電站的規模會影響到建設成本和充電服務效率,建設規模主要與變壓器臺數和變壓器容量等有關,建設規模還與區域電動汽車的充電需求量成正比。充電站建設時需要考慮未來的發展規劃,留有一定的預留發展空間,保障升級換代的現實可行性,實現企業的長遠利益和近期利益結合。

2.5 政府支持力度

目前,電動汽車的動力性與使用便捷性不及燃油汽車,只靠充電成本低和環保低還不足打動消費者,其推廣與普及離不開政府的大力支持。對于電動汽車充電站的建立,由于投資成本較高,市場保有量還有限,離不了政府的大力支持。合肥市從2014年開始,自用充電設施安裝和充電費用在地方配套的補助資金中安排1萬元/輛專項用于對擁有固定停車位的新能源車主,同時要求物業企業積極支持和配合。只需要按照程序申請報建,符合條件便可以安裝。

目前,影響充電站投資項目建設的因素還有:充電的需求量不足、充電服務費未統一以及商業模式不清晰。充電需求量的增長主要依靠電動汽車保有量的上升,充電服務費標準的確定需要政府出臺政策,商業模式的明確需要充電站企業的積極探索與實踐。

3 電動汽車充電站建設模式

電動汽車充電站的建設是確保電動汽車正常使用的關鍵條件。電動汽車不同的充電模式的分類,一般采用充電樁或者充電站的建設模式,具體來說要考慮以下幾個方面:

3.1 充電樁模式

交流充電樁的功率一般較小,同時其布點選擇較為靈活,所以應用的范圍也較為多變和靈活。其充電的功率一般不大于7 k W,以慢充的方式為主。由于規模較小,因此一般采用自助式的充電方式,設備具有人機操作的界面及相應的自我檢測和保護的功能。主要可以安裝在居民小區的停車場、社會小型停車場等場所。從安裝的實際情況考慮,采用充電樁模式時一般不具備安裝獨立的供電變壓器的條件,可以選擇在已有供電配套設施基礎上改造,根據安裝位置具體的電力負荷來進行考慮,包括電力負載的峰值和低谷等情況。相對來說,充電樁的充電穩定性較低。

3.2 充電站模式

相對充電樁式充電模式,充電站是具有充電功率較大的充電設施,可滿足同時為多輛電動汽車提供充電服務。充電站一般由多臺充電設施組成,可提供的充電服務方式多,如慢充、快充及機械式充電等,并且能夠對電池充電以及電池的更換設備的狀態進行實時監控。

4 電動汽車充電站建設模式的建議

不僅要考慮電動汽車保有量、道路發展規劃及電動汽車發展趨勢,還要考慮車輛的日均行駛歷程、單位里程能耗水平等因素。電動汽車充電站的建設應根據電動汽車的使用所處階段不同而對應建設。

4.1 對服務于公共交通工具的電動汽車充電站實行示范建設的初步階段

對于城市內的電動公交車、出租車,政府應大力扶持相關企業做好配套建設,在財稅和土地等方面給予政策支持,鼓勵有條件的企業采用電動汽車作為員工上下班交通工具,推動新能源汽車的普及應用。

4.2 引導消費者購買電動汽車,強調充電經濟性的充電站發展階段

絕大部分城市居民使用汽車的主要用途是作為上下班的市區代步,較少長途行駛,每天行駛里程較小,一般每天行駛里程不超過100公里。這部分汽車使用者,如果改用電動汽車,完全可以充分利用夜晚時間進行慢充,加上普通居民比較注重經濟性,可以充分利用峰谷電價差對這部分用戶進行引導。

4.3 充電需求全面化,強調充電的便利化、快速化的普及階段

電動汽車的性能大幅度提升,得到社會的全面認可的全面普及,這時其運行范圍廣,不僅在市區,還可能出現在普通公路、省道、國道上,鄉鎮也有充電需求。由于用戶的全面性,競爭趨于激烈,滿足充電需求主要是快速化、便利化,充電站應像加油站一樣普及。

當前我國電動汽車的處于初步階段和發展階段之間,電動汽車越來越引起居民的購買汽車時的興趣。應根據電動汽車充電站建設所處的階段進行建設,同時加大市場預測,為充電客戶提供更加完善和精確的充電服務。

選擇電動汽車充電站建設模式可以借鑒國內外的優秀經驗,但要因地制宜,提高建設的經濟性和充電服務的快捷性。隨著科技不斷進步,純電動汽車車蓄電池容量與安全防護水平將進一步提高,充電的時間會縮短,續航的里程加大,將會有更多的人選擇電動汽車。

[1] 康繼光,衛振林,程丹明,等.電動汽車充電模式與充電站建設研究[J].電力需求側管理, 2009(9):69-71.

[2] 周逢權,連湛偉,王曉雷,等.電動汽車充電站運營模式探析[J].電力系統保護與控制,2010 (11):72-75.

[3] 郝娟,李強,岳建華.電動汽車充電站充電模式探討[J].內蒙古電力技術,2010(6):13-15.

Discussion on the Construction Mode of Electric Vehicle Charging Station

TAN Xian-qiu
(Anhui Electrical Engineering Professional Technique College, Hefei Anhui 230051)

The paper discussed the construction mode of electric vehicle charge station and charging facilities,analyzed a number of factors about the impacts of electric vehicle charging station construction and put forward a feasible construction mode of electric vehicle charging.

electric vehicle; vehicle charging station; charging station construction; construction mode

U469.72;U473.8

B

1671-4733(2015)02-0014-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2015.02.004

2015-03-11

2013年安徽省高校省級優秀青年基金重點項目“電動汽車充換電站商業模式與服務體系研究-以合肥市為例”(項目編號:2013SQRW103ZD)

談先球(1979-),男,安徽六安人,講師,研究方向為企業管理與會計信息化,電話:13365697262。