新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展趨勢(shì)

邢智偉

摘要：伴隨環(huán)境問(wèn)題的日益惡化，傳統(tǒng)不可再生能源的消耗量不斷增加，探求一條可持續(xù)發(fā)展的道路逐漸成為各國(guó)發(fā)展的共識(shí)。而目前汽車(chē)主要以消耗石油來(lái)提供動(dòng)力，汽車(chē)尾氣排放也造成了一種的大氣污染，發(fā)展清潔可再生能源可以解決環(huán)境和能源問(wèn)題之間的矛盾，電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)一種發(fā)展前景廣闊的交通工具，其利用電能產(chǎn)生動(dòng)力勢(shì)能，基本上為零污染。但是電動(dòng)汽車(chē)單純利用現(xiàn)有電網(wǎng)的電能充電，而發(fā)電還是通過(guò)不可再生能源煤、石油等化石燃料的燃燒，將加重環(huán)境和能源問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)可再生能源、清潔能源的充電站為電動(dòng)汽車(chē)提供電能迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：新能源;電動(dòng)汽車(chē)充電站;發(fā)展趨勢(shì)

導(dǎo)言：

能源危機(jī)和全球變暖已成為第二十一世紀(jì)最熱門(mén)的話(huà)題，他們的出現(xiàn)使人們尋找新的環(huán)保替代品，以目前的石油資源。在運(yùn)輸方式，主要的原因選擇電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)是電力作為主要能源交通，電力資源是可再生資源，不會(huì)導(dǎo)致能源危機(jī)，能源消耗不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。然而，社會(huì)的發(fā)展不僅可以糾纏在一個(gè)點(diǎn)上，新能源電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展必將推動(dòng)相關(guān)設(shè)施的發(fā)展。這樣，充電站就顯得尤為重要，可以說(shuō)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，電動(dòng)汽車(chē)充電樁只有能滿(mǎn)足充電要求，可以隨時(shí)隨地的推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的普及。

1 新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站現(xiàn)狀

1.1 電池技術(shù)現(xiàn)狀

電池作為電動(dòng)汽車(chē)的重要構(gòu)成部分，其續(xù)航能力、充電時(shí)間及使用壽命直接影響到電動(dòng)

汽車(chē)的使用及推廣。眼下市場(chǎng)中的電動(dòng)汽車(chē)的電池主要有三種：鉛酸電池、鎳氫電池及鋰離子電池。但這三種電池都存在一些不足的地方，首先鉛酸電池成本較低，但本身續(xù)航能力較弱且體積較大，因此只適合短距離營(yíng)運(yùn)的公共汽車(chē)或觀光車(chē);其次鎳氫電池雖說(shuō)比功率及比能量較高，電池性能良好，但鎳及鈷本身就屬于貴金屬，大量使用無(wú)疑會(huì)增加成本，并不具備推廣價(jià)值;最后，鋰離子電池性能最為良好，經(jīng)過(guò)測(cè)算得知，同質(zhì)量的鋰離子電池電量是鉛酸電池的5倍，鎳氫電池的2倍。但價(jià)格偏貴，技術(shù)不是很完善限制了鋰離子電池的使用，因此還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)性能更為良好的電池。

1.2 運(yùn)行模式現(xiàn)狀

電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源于儲(chǔ)能電池，可以將其充電過(guò)程看作隨機(jī)性的負(fù)荷、放電過(guò)程則為一個(gè)可以移動(dòng)的電源，也就是常說(shuō)的V2G模式。電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程，本身受到控制策略及動(dòng)力電池特性的影響，這個(gè)過(guò)程中電動(dòng)汽車(chē)就是一個(gè)大電流、低電壓的負(fù)荷。實(shí)際中電動(dòng)汽車(chē)充電模式有三種：慢充、快充及快換方式。慢充方式主要應(yīng)用于續(xù)航能力大的電動(dòng)汽車(chē)，這種充電模式通常會(huì)利用夜間停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行，不會(huì)耽誤電動(dòng)汽車(chē)的正常應(yīng)用;快充方式針對(duì)那些續(xù)航能力中等的電動(dòng)汽車(chē)，但快速充電電流沖擊較大，通常只用于標(biāo)準(zhǔn)充電站;快換方式則是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的電池組，但這種模式在自動(dòng)充電站不適合使用，只能應(yīng)用于有人職守的充電站。

1.3 充電站現(xiàn)狀

我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站數(shù)量偏少，造成實(shí)際中出現(xiàn)充電困難等情況，嚴(yán)重阻礙電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展壯大。電動(dòng)汽車(chē)充電站在選址過(guò)程中需要考慮到很多因素，比如電網(wǎng)負(fù)荷與結(jié)構(gòu)、交通便利與否、自然環(huán)境等。因此實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要識(shí)別這些影響因素，再綜合考慮后制定可行的設(shè)計(jì)方案。新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站作為一種新的城市公共設(shè)施，需要保證其基本的安全可靠性、充電站的多元功能性等。

1.4 充電站的分類(lèi)

電動(dòng)汽車(chē)種類(lèi)不同充電方式也存在差別，通常情況下根據(jù)充電方式的差別將充電設(shè)施分成三種：充電樁、充電站與換電站。充電樁體積較小，建設(shè)簡(jiǎn)單，成本較低，一般情況下給電動(dòng)車(chē)輛提供交流充電電源，用于鄉(xiāng)村家庭、野外公路等;相比于充電樁的小巧靈便，充電站需要占據(jù)較大的面積，本身由多臺(tái)充電機(jī)與樁構(gòu)成，具備多種充電方式，可以給不同的電動(dòng)汽車(chē)提供充電服務(wù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電狀態(tài)等;最后的電池更換站主要提供拆卸、安裝電池的設(shè)備，相比于前兩者，電池?fù)Q電站本身具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，可以有效縮短電池更換時(shí)間，同時(shí)占地面積沒(méi)有充電站大等特點(diǎn)。實(shí)際中建設(shè)充電站的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的類(lèi)型，充分滿(mǎn)足社會(huì)需要，發(fā)揮充電站公共服務(wù)的作用。

2 新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展趨勢(shì)

2.1政府主導(dǎo)為主發(fā)展

目前，新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)需要技術(shù)突破，但更需要政府政策扶植。首先，針對(duì)一些公務(wù)用車(chē)、城市公交集團(tuán)公共公車(chē)、出租車(chē)還有一些旅游景點(diǎn)觀光車(chē)的示范運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目。現(xiàn)有的電動(dòng)汽車(chē)充電站競(jìng)爭(zhēng)者主要有：電力公司、石油企業(yè)，未來(lái)可能加入競(jìng)爭(zhēng)的有電池生產(chǎn)企業(yè)、電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)等。未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)駕駛著對(duì)充電站的可選擇性將大大超過(guò)傳統(tǒng)加油站，消費(fèi)者可以選擇在道路邊的充電樁、購(gòu)物商場(chǎng)充電站，甚至是居住社區(qū)停車(chē)場(chǎng)充電樁等地點(diǎn)進(jìn)行電動(dòng)車(chē)充電，這將給充電站運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力和活力。政府應(yīng)該規(guī)劃在高速公路建設(shè)更多的太陽(yáng)能光伏電動(dòng)汽車(chē)充電，提高相關(guān)技術(shù)，使電動(dòng)汽車(chē)能夠從容行駛在高速公路上。

2.2 智能化方向發(fā)展

對(duì)充電站的相關(guān)設(shè)施配電系統(tǒng)、充電設(shè)備（充電機(jī)、充電平臺(tái)）、電池調(diào)度系統(tǒng)（存儲(chǔ)、更換和維護(hù)）、充電站監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行智能化建設(shè)、智能化管理，成為未來(lái)智慧城市、智能電網(wǎng)的一部分。

充電樁的功能像是電動(dòng)汽車(chē)的智能終端機(jī)。其可以自助售賣(mài)智能卡充電。電動(dòng)汽車(chē)消費(fèi)者能夠在充電樁上辦理購(gòu)買(mǎi)智能充電卡，但是需要在首次使用時(shí)到新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站管理處登記個(gè)人信息，然后把個(gè)人信息導(dǎo)入智能卡激活，這樣做能夠讓用戶(hù)更好的體驗(yàn)智能充電樁的功能。智能充電樁能夠自主完成對(duì)汽車(chē)品牌和車(chē)型的進(jìn)行鎖定。當(dāng)汽車(chē)駛進(jìn)充電軌道后，使用充電樁自助充電時(shí)能智能分辨汽車(chē)的充電口與地面的距離，電源接口能通過(guò)紅外線(xiàn)感應(yīng)自動(dòng)的與用戶(hù)的汽車(chē)充電接口對(duì)接，完成充電過(guò)程。

智能充電站資源網(wǎng)絡(luò)化和共享化。需要把更多的智能充電站信息共享，例如每個(gè)充電站的當(dāng)前的蓄電能力、充電樁的空閑情況、充電需要等候的時(shí)間等關(guān)聯(lián)起來(lái)。用戶(hù)可以通過(guò) GPS、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查詢(xún)附近新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站的相關(guān)情況，充電站又可以回收電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷運(yùn)行的情況及時(shí)反饋到電網(wǎng)調(diào)度中心，保證電網(wǎng)可靠安全運(yùn)行。

新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站是未來(lái)智慧城市、智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分。充電站中的第一層次是智能充放電控制單元建設(shè)：智能控制和數(shù)據(jù)采集模塊（PM），智能電表（SM），電池管理系統(tǒng)（BMS），用戶(hù)終端（UT）和其他相關(guān)部分。第二層次是綜合控制和管理系統(tǒng)：汽車(chē)充電站系統(tǒng)包括充電和放電，計(jì)量和計(jì)費(fèi)，安全等相關(guān)方面。利用SCADA 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，完成綜合監(jiān)控、智能負(fù)載調(diào)節(jié)和有效的網(wǎng)絡(luò)通信控制和管理功能。第三個(gè)層次是地區(qū)充放電站管理系統(tǒng)：從整體的角度操作的智能電網(wǎng)，在充電站區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一管理操作、監(jiān)管大量的電動(dòng)汽車(chē)電池的使用和有效地控制微電網(wǎng)儲(chǔ)能設(shè)備。

2.3 全方位一體化發(fā)展

對(duì)新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，包括更加便捷的充電服務(wù)，關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的研發(fā)，如各種多功能的變流器研發(fā)、無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的發(fā)展、更加發(fā)達(dá)的通信網(wǎng)絡(luò) GPS 和 WIFI 等技術(shù)、還有能量管理系統(tǒng)的建設(shè)等。打造一個(gè)全方位一體化的新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站系統(tǒng)，加入更多的智能化、人性化的元素，使其能夠真正的服務(wù)于消費(fèi)者，節(jié)能減排。

3 結(jié)論

新能源電動(dòng)汽車(chē)零排放的特點(diǎn)，是綠色產(chǎn)品的新能源，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新的一條鮮明的道路。能源供應(yīng)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要前提，電動(dòng)汽車(chē)充電站基礎(chǔ)設(shè)施供給電動(dòng)汽車(chē)能源，電動(dòng)汽車(chē)充電站具有良好的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展是有效的。

參考文獻(xiàn)：

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