電動汽車充電樁建設選型及布局規則探討

郭鑫

摘 要：當前新能源電動汽車已經在世界范圍內全面普及，成為領先世界的主要行業。而截至2021年底，我國新能源電動汽車的累計保有量已經超過250萬輛，占到全球市場保有量的60%以上，位居世界第一。本文中就論述了新能源電動汽車的重要配套設備——充電樁設施的功率選擇選型內容，基于電動汽車充電需求基礎上探討其充電設施的布局規則。

關鍵詞：電動汽車充電樁;功率選型;布局規則;需求;快慢充選擇原則

在針對電動汽車充電樁設施的選型布局過程中必須明確其設施功率選型原則，滿足電動汽車的使用推廣價值需求，為其設施布局規則優化提供有價值建議。

一、電動汽車充電樁建設選型功率選擇的基本原則

在電動汽車充電樁的建設選型功率選擇頗為講究，其在選型功率選擇過程中需要滿足以下幾點基本原則：

（一）電動汽車充電樁功率選擇的基本原則

在本文看來，電動汽車的充電樁建設選型功率選擇需要滿足以下3點基本原則：

第一，需要參考充電站的停車位、充電車輛數量、車輛線路運營方案來實現對充電樁數量的科學合理化配置。

第二，需要根據電動汽車的快慢充時間需求來分析創建電池BMS系統，結合充電功率限制對充電樁功率進行針對性選擇。

第三，需要根據技術發展趨勢來考慮為電動汽車配置超前的、大功率的充電樁設施，在這一過程中可以采用到柔性充電堆技術，如此對于提高電動汽車充電樁功率選擇水平非常有利[1]。

（二）電動汽車充電樁功率選擇原則的基本依據

考慮到電動汽車的充電樁功率選擇原則非常嚴謹，因此需要了解其充電樁功率選擇基本依據。其一要保證充電樁的功率選擇應該將其電纜線長度控制在8.0～10.0m范圍內，同時電池容量要控制在80～180kWh范圍內，其續航里程應該控制在80～300km范圍內。

（三）電動汽車充電樁的充電特征分析

在針對電動汽車的充電樁充電特征分析過程中，還要結合快慢充兩種展開分析：首先是快充車，其充電倍率應該控制在≥3C，同時要將電池容量控制在100kWh范圍內，并在車身上配置2個直流充電接口，做好電槍同時充電工作?？紤]到快充車電池容量偏小，因此其車輛運營過程中一次耗電量占比相對較大，在對充電站場中的運營電量需求進行分析過程中，要保證車輛在發車換班間隔做好快速充電，合理補充電量[2]。

如果是慢充車，則需要保證充電倍率<3C，電池容量較大一般>100kWh，在車身配置過程中創建1個直流充電接口，采用單槍單充方式?？紤]到電池容量相對較大，所以在運營過程中需要對線路往返一次性消耗電量占比較小問題進行分析，在每次發車間隔過程中做好快速充電工作，保證一天至少補充電量至少2～3次，如此才能滿足慢充車充電要求。當然，慢充車中可以采用特殊的“快充慢補”技術模式，并保證發車換班間隔內實現快速充電。在這一過程中，應該根據電動汽車的實際特征進行充電樁選型，避免出現深沖深放電導致電池壽命受到不良影響。具體來說，如果電動汽車中電池電量已經下降到30%時，此時就需要補充電量，考慮采用到大功率充電樁實施快速補電操作，將電池容量直接補充到80%以上。在電動汽車中，出于BMS系統對于電池的有效保護，需要主動限制充電樁輸入電池功率情況，合理化定義快充時間，一般快充到電池容量70%時所消耗的時間應該為慢充到50%時所消耗的時間[3]。

（四）電動汽車充電樁的功率選擇與計算

就以慢充電動汽車充電樁為例，其在功率選擇與計算方面相對細致，慢充一般在晚間展開，主要利用電動汽車所在地的小功率交流充電方式，其充電過程中需要充足時間，一般要在每天晚上9點到次日早晨7點進行充電，充滿10小時。具體來講，電動汽車充電樁的慢充充電量計算公式應該如下：

慢充的充電量Q=60kWh（電池容量）x（100%-30%）=42kWh

結合上述公式充電量Q對充電與樁功率進行分析，最終計算獲得充電啟停以及校準時間，推算得出計算公式，保證慢充車能夠在充裕的充電時間條件下能夠滿足達到充電功率最大化，充分滿足電動汽車的車載充電技術規范要求?，F如今，考慮到電動汽車的交流充電與技術發展相互適應要求，需要采用交流充電樁并將其最大功率控制在42kW左右，配合交流充電樁在足夠充電前提下合理化選擇充電樁，因此必須為慢充車優先選擇7kW充電樁為宜[4]。

二、電動汽車充電樁建設的布局規則研究

電動汽車充電樁在建設布局過程中需要明確布局規則，滿足電動汽車的充電需求。這里需要明確一點，不同電動汽車的充電需求與充電方式都不一樣，在進行充電設施建設過程中應該加以區分，有效提高充電站的整體使用效率，更好利用有限資源分析電動汽車的公共交通與非公共交通使用領域，保證滿足多種電動汽車車型的充電需求。

（一）滿足充電設施布局基本原則

首先應該滿足充電設施布局基本原則，基于市場主導與快慢充相互補充來對不同類型的電動汽車進行充電，滿足其充電需求，進而做到對充電設施的合理布局。在本文看來，若要滿足充電設施布局必須明確以下4點基本原則：

第一，需要建立專用電動汽車車站，配合專用充電基礎設施主體完善城市公共建筑充電基礎，設置充電樁加以輔助。要以獨立占地的城市快充站作為基礎建立高速公路服務區，保證城際快充站補充設施建設到位。

第二，需要結合電動汽車的停車場設置進行選址，而并非是單獨選址。在車輛車站布局過程中需要追求分散布局，如此更便于服務車主，提高充電樁設施使用效率[5]。

第三，在城市中進行充電站充電樁選址必須遵循低壓配電網規劃要求，滿足供電可靠性要求，如此對充電電能質量與自動化水平提高都有一定幫助。

第四，要迎合城市規劃要求與車輛規模、行駛規律實現對充電站充電樁的合理化建設選擇。

（二）滿足充電樁快慢充選擇基本原則

要滿足城市中電動汽車充電樁的快慢充選擇基本原則，建立分散式公共充電樁，其中配置直流快充樁以及交流慢充樁，二者的配置比例應該為1：4，以慢充樁為主。實際上，私人充電樁大多為交流慢充樁，例如在住宅小區中就會布局大量慢充樁[6]。

總結：

在當前，國內電動汽車充電樁建設在選型與布局規則方面都頗為講究，需要結合大量政策規劃與技術報告來為電動汽車合理選擇運營數據資料，并根據電動汽車基本型號與技術參數對充電站內新建充電樁功率進行合理化選擇選型。然后以交流慢充樁為主在城市中不同場合布置充電樁，滿足電動汽車日常充電要求，提高我國新能源汽車行業發展水平，真正做到對充電設施服務對象、布點選址思路的有效規劃劃分，同時優化樁車比，滿足不同場合的不同充電設施配置比例要求。

參考文獻：

[1]邵榮. 關于電動汽車充電樁建設選型及布局規則的探究[J]. 探索科學，2019（6）：56-57.

[2]莊松華. 電動汽車充電樁建設選型及布局規則探討[J]. IT經理世界，2020，23（3）：29.

[3]陸建明，張常玲. 新能源汽車充電樁選型與安裝的研究[J]. 時代汽車，2021（24）：117-118.

[4]陶冶， 黃妙華， 陳宇瀑， et al. 電動汽車充電設施優化布局研究綜述[J]. 中南大學學報（英文版），2021，28（10）：3268-3278.

[5]嚴干貴，劉華南，韓凝暉，等. 計及電動汽車時空分布狀態的充電站選址定容優化方法[J]. 中國電機工程學報，2021，41（18）：6271-6283，中插12.

[6]潘鳴宇，孫緒坤，李香龍，等. 基于成本控制的集合覆蓋模型的充電樁布局優化[J]. 現代電力，2021，38（2）：230-236.