新能源汽車充電樁的開發應用探析

摘? 要：新能源汽車是綠色交通的代表，和傳統燃油車相比，具有能源節約、環保清潔等特點，而且其經濟成本、環保成本相對較低，因此近幾年里得到了推廣應用。在此基礎上，本文針對新能源汽車充電樁的開發應用展開分析，在簡單了解新能源汽車充電樁的現狀后，從充電樁類型出發，詳細分析其中的充電技術和安裝方式以及未來應用對策方式，以供參考。

關鍵詞：新能源;汽車充電樁;電動汽車;充電技術

中圖分類號：TM910.6? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

國家科學技術、經濟水平都在不斷發展的過程中，傳統的燃油汽車已經無法滿足當前社會綠色發展的發展需求，新能源汽車應運而生，并且逐漸占領汽車市場。但是，充電樁的開發和應用無法跟上新能源汽車的發展步伐，加快新能源汽車充電樁的開發應用，是打造出綠色交通的關鍵，也是國家節能減排的重點措施，應該得到更加重視。

1新能源汽車充電樁現狀

新能源汽車行業在國家出臺減免購置稅等優惠政策后，得到了進一步發展，產業規模日益擴大，根據有關數據顯示，2018年新能源汽車的銷量達到了180萬輛，其中純電動車占據了78.3%。雖然新能源汽車行業發展迅猛，但是充電設施建設相對滯后，目前全國范圍內新能源汽車有500萬輛，從目前情況來看，在2020年至少需要保證全國范圍內有480萬個分散式充電樁，才能夠滿足基本的充電需求。根據有關部門的統計，2019年底，全國公共充電基礎設施只有45萬個，私人充電基礎設施95萬個，相比較新能源汽車數量而言，充電需求無法得到滿足，對新能源汽車行業的發展造成了嚴重的限制。不僅如此，充電設施的利用率較低、充電時間較長、充電樁的使用維護情況差等問題，都在無形之中增加了用戶充電成本。最為主要的是，新能源汽車充電服務市場還需要得到進一步改善，充電樁的安全維護和后續運營問題也要得到解決，以此降低投資風險，讓新能源汽車得到真正的發展。

2新能源汽車充電樁類型

在環境問題、能源問題愈發嚴重的今天，加強新能源汽車充電樁的開發和應用具有重要意義。新能源汽車的充電樁可以分為直流樁和交流樁兩種，相比較而言，直流充電樁更加常見。直流充電樁主要可以分為單槍充電、雙槍輪充、雙槍同充、分體式充電樁群充等方式。其中新能源單槍充電樁的結構和操作最為簡單，成本也相對較低，但也存在一定的問題，那就是這種充電樁只能夠對大功率的新能源汽車進行充電，投入設備較大，而且充電限制較強。不僅如此，該種充電樁需要工作人員進行充電調度，對于一些小功率新能源汽車而言，十分浪費，必須要對單槍充電樁進行改造，后期的升級費用也非常高昂。而雙槍輪充充電樁在一定程度上彌補了單槍充電樁的缺陷，雖然利用率有所提高，也不需要人工調度，但是無法同時進行充電，而且還會對電池壽命造成一定的負面影響。此外，雙槍同充充電樁可以同時充電，利用率得到了明顯提升，但車輛多的時候也需要人工進行干預調度。最為主要的是雙槍同充充電樁屬于固定功率，因此成本較高。而分體式充電樁群，通過動態充電結構，可以同時對多輛新能源汽車記性充電，但是無法對電功率進行分配。

綜合上述幾點信息情況來看，需要根據地區實際情況，有針對性的選擇充電樁。以小區為例，如果小區內的新能源汽車數量較少，可以安裝新能源充電樁的空間較小，就可以選擇雙槍同充充電樁，反之就可以安裝分體式充電樁群。最為主要的是，可以通過小區內用電功率的科學分配，來保證充電樁的用電功率充足。在實際安裝過程中要加強對充電樁的防護，避免雨雪、太陽暴曬等因素對設備造成的負面影響，并且對充電樁可以在結構、控制方面提出更高的要求[1]。

3新能源汽車充電樁技術

3.1充電裝置

在電動汽車發展過程中，充電技術非常重要，智能化的快速充電對電動汽車產品而言具有非常重要的影響。蓄電池充電裝置是目前最為常見的一種，借助電網的電力能源為汽車提供所需要的電能。新能源汽車在實際發展過程中，對充電裝置有著較高的要求，不僅要保證充電快捷、高效，還要提高充電裝置的智能型，在不需要過多人為干預的同時，完成充電過程。在充電過程中，選擇經濟性較強、價格低廉的充電設備，可以有效降低應用成本，提高行業的整體運行效益。從目前來看，只有提高運行效率，才能夠降低汽車產品的能量效率。因此在實際發展過程中，可以選擇非線性設備，但是這種設備會對電網和其他設備產生一定的諧波污染，而且功率因數較低，一旦負載增加，那么供電網將會承受非常嚴重的負面影響。在裝置應用的過程中，可以根據能量轉化存在的差異，選擇接觸式裝置和感應式裝置[2]。

3.2充電方式

從目前充電方式來看，恒定充電、恒壓充電、脈沖快速充電都是目前采用的常見方法，用戶在進行充電的過程中，可以根據實際情況，有針對性的選擇充電方式和組合方式，現代智能儲電池在實際充電過程中，可以設置不同的充電方式，如果在進行恒定充電的過程中，可以選擇涓流充電、最小電流充電、標準充電、高速率充電等。相比較而言，恒壓充電的時間較短，不需要調節電壓，就可以進行補充充電，但是在充電過程中，會對極板產生一定的負面影響。相比較這兩種充電方式，脈沖充電方式可以在短時間內實現大脈沖放電。通過這幾種快速和常規的充電方式，可以看出不同的充電方式之間存在著不同的優缺點，需要結合實際情況進行具體選擇，總的來說，直流快充技術最為便捷，也是目前的最優選擇。

3.3充電設備

根據前文可知，充電樁具有直流充電樁、交流充電樁、交直一體充電樁三種類型，同時借助直流快充充電技術、電池更換技術、充電堆技術等讓充電樁得到了進一步發展，能夠高效快捷的完成充電任務。新型光伏充電樁的應用前景也非常廣闊?？焖僦绷鞒潆姌队?5-60kW功率，安裝在電動汽車外部并連接到交流電網，為非車載動力電池電動汽車提供直流電源。一般來說，在30分鐘內可以達到80%的電量，10分鐘左右可以滿足后續駕駛的要求，常見于高速公路、城市的主要停車場以及大型休閑娛樂場所的停車場附近等公共場所[3]。

充電樁的電池續航能力始終是新能源汽車充電的瓶頸問題，從目前情況來看，電池主要分為電化學能源轉換和存儲兩大類，其中，純電動車最低續航里程提高到了250km，其中電池能量密度提升到125Wh/kg，在電池材質、技術等方面要求更大突破，并且進一步提高電池能量密度，但從目前來看，電池能量密度和快速充電問題還沒有得到根本上的解決。近幾年來，網絡技術不斷發展，大數據、信息通信技術、物聯網技術發展相融合。在這樣的情況下，充電服務市場可以借助這一網絡技術優勢進一步完善服務消費和商品銷售一體化。

3.4其他內容

由此可知，堅持綠色發展理念，創造出全新的充電電源，從而降低成本，為維護工作奠定良好的基礎。比如：新型光伏充電樁。在此基礎上，還需要依托國家電網，采用雙向能量變換系統裝置實現電動車與負載或者電網之間進行雙向的能量交換，集儲能削峰填谷實現電動車功率雙向交換，最大程度減緩電動車充電過程中電網需要承擔的壓力和波動，電動車作為儲能設備，也可以根據時段電價錯峰給電網供電獲取相關費用[4]。

4新能源汽車充電樁安裝

在實際安裝過程中，新能源汽車充電樁的安裝過程也非常重要，直接關系到充電樁后續作用的發揮。首先，要保證汽車和充電樁之間能夠留出足夠的距離。充電樁安裝在車的側面時，不能夠妨礙車門的開關，充電樁和新能源汽車的凈距離不能夠小于0.4m。如果充電樁安裝在車的尾部時，充電樁和新能源汽車的凈距離不能夠小于0.5m。其次，在完成充電樁的安裝后，要進行預留檢修，并且對其充電樁進行預操作，避免充電樁存在技術故障，保證充電樁可以穩定運行。最后，充電樁要和地面建筑保證1m左右的距離，如果在小區內部進行安裝，就需要和小區物業進行溝通，了解安裝條件。只有確定具體的安裝環境，才能夠確保充電樁得到妥善應用。除了以上幾點之外，在安裝過程中可以選擇掛壁式和立式充電樁，前者需要的空間較小、成本較低，但需要安裝在布線墻壁上。立式充電樁額成本較高、占地面積大，但可以不受地區的限制。在安裝過程中，要充分了解具體的的供電類型，普通居民用電是最為常見的供電方式，但是需要申請供電線路，得到審批后，才能夠進行安裝。

安裝過程中充電樁周圍環境也是要注意的一個方面，從而保證充電樁可以正常使用。比如：在安裝充電樁的過程中，需選擇安裝位置，盡量選擇無雨淋的位置，并且注意充電樁的使用安全。充電樁的質量也十分重要，定期對充電進行維護，及時發現其中存在的隱患，切實延長充電樁的使用壽命。

5新能源汽車充電樁發展

從目前實際情況可以看出目前充電樁安裝的數量遠低于新能源汽車，發展也較為落后，充電樁的建設已經成為困擾新能源汽車發展的關鍵。想要有效解決這一問題，就要對目前充電樁發展問題進行探索。

第一，探索出全新的發展模式。國際上充電樁的運營發展模式主要有三種，分別為：政府主導、以電網企業為主導以及以汽車廠商為主導的充電模式。中國充電樁基礎設施不完善，相關標準依然在建立，市場發展也并不成熟，因此要采用綜合運營方式，在政府主導的基礎上，實現汽車廠商和電網企業相結合的運營模式，促進電動汽車發展。第二，建立完善的企業運營制度，及時開展維護管理。在充電樁安裝設置完成后，還需要對其進行定期的維護和保養，及時發現其中存在的故障，及時維修。此外制定出完整的維修流程和獎懲措施，落實責任到具體工作人員，確保充電樁充分發揮出自身作用。第三，對車主進行充電培訓，保證充電過程不會出現誤操作。新能源汽車在完成汽車銷售后，對車主進行不同類型的培訓，確保車主可以安全的完成車輛充電工作，最大程度降低汽車的損壞率。第四，政府要將充電樁建設納入到城市發展規劃中，制定出相應的扶持政策，加大基礎設置建設，為后續的發展奠定良好基礎。

6結語

綜上所述，新能源汽車擁有著良好的發展前景，是未來汽車行業中的方向，作為相關配套行業，充電樁也會得到快速發展。但在實際發展過程中，地方政府、有關部門要加強對充電樁的開發和應用保駕護航，切實發揮出充電樁的作用，配套新能源汽車得到更好的發展，真正做到物盡其用。未來，國家的扶持力度還會進一步加大，進一步加強對充電樁的研究和開發任重道遠。

參考文獻

[1]汪海，趙璟妮，汪明珠.新能源汽車充電樁的開發應用探析[J].湖北農機化，2020（01）：20.

[2]吳永富.新能源汽車充電樁選型以及安裝研究[J].內燃機與配件，2019（24）：248-249.

[3]徐三桃.民用建筑地下車庫充電樁配電策略探討[J].中國建材科技，2019，28（02）：145-146.

[4]葉國駿.新能源汽車充電設施行業的現狀和發展趨勢[J].中外企業家，2019（11）：143-144.

收稿日期：2020-01-07

作者簡介：顧曉燚（1991—），男，江蘇南通人，本科，助理工程師，研究方向：汽車充電樁安裝及維護及電氣設備安裝。