电动汽车充电站建设模式探析

谈先球

(安徽电气工程职业技术学院, 合肥230051)

电动汽车充电站建设模式探析

谈先球

(安徽电气工程职业技术学院, 合肥230051)

对电动汽车充电模式以及电动汽车充电设施的建设模式进行了一定的探讨,对影响电动汽车充电站的结构因素一定量的讨论,并提出了一种较为可行的电动车充电站的建设模式。

电动汽车; 汽车充电站; 充电站建设; 建设模式

电动汽车噪音污染小,以电代油,是解决碳排放污染环境问题的重要方式之一。随着石油资源的紧张和电池技术的不断发展,以特斯拉为代表的电动汽车在性能和经济性方面越来越好,并开始在全球范围内应用推广。

电动汽车的研发技术不断提高,全国各主要大中城市都在陆续建立电汽车充电站,国家近两年不断出台新政策,鼓励居民购买和使用电动汽车。2014年9月1日,工信部和国家税务总局联合发布《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录(第一批)》,作为新能源汽车试点城市之一的合肥市从2015年1月开始,购买新能源汽车车主,在市区停车免停车费。截至到目前,我国新能源汽车保有量已超过12万辆。

然而,电动汽车的使用离不开充电站的建设和服务。充电站的建设是一项系统工程,需要考虑建设成本、布局选址和客户服务等,从技术上来说,建立充电站需要设置有一定数量充电桩、充电机等充电设备,供电动汽车进行充放电。

1 电动汽车发展对充电站的要求

1.1 充电快速化

这是电动汽车目前没有全面普及的原因之一。不同充电方式的充电时间不同。对充电时间要求不高时,可以选择在夜间进行低谷常规充电,从而达到延长电池寿命;在紧急情况下,可以选择快速充电或更换电池实现补充电能。

充电时间过长会降低消费者购买电动汽车使用的意愿程度。充电时间如果能像普通汽车加燃油或燃气一样,能够更加获得消费者青睐。2014年6月,北京的首座特斯拉超级充电站开始投入运营,其外观类似于普通加油站里两台并排而立的加油箱,免费为特斯拉车主提供快速充电服务,充满1辆车只需大约1 h。

1.2 充电通用化

不同电动汽车的电池类型可能不同,充电站的充电设备需要具有适应不同类型电池以及应对各种电压条件,可满足对不同厂家的电池进行充放电。在这方面,国家有关部门应该出台政策,逐步规范充电装置的接口协议、充电服务规范以及技术标准等。

1.3 充电智能化和高效化

电池的续航性能是影响电动汽车普及的关键问题之一,很多电池由于充电方法的不规范,会导致电池受损。智能化充电就是实现电池的无损充电,通过适时监控电池的放电状态,防止或减少过放电现象发生。电能转化的效率影响电池的续航能力,也即影响电动汽车的使用性能,未来的发展趋势就是朝着电池的电能换转高效率化。

1.4 充电客户的满意化

电动汽车充电站和加油站一样都是能源服务行业,需要做好服务的规范性。充电站企业要有健全的服务管理体制和高效的执行力,例如微笑服务和不断培养客户的满意与忠诚度。

2 影响电动汽车充电站建设的若干因素

2.1 区域电动汽车充电量的需求总量

主要是与区域及电池能耗高低相关。一个地区的电动汽车充电量与该地区的电动汽车的数量、车辆的日均行驶公里、每公里能耗水平等相关。合肥市的18路纯电动公交车5年(2010～2014年)共行驶660万km,380辆纯电动公交车累计减少二氧化碳排放21 120余吨。

2.2 电动汽车运行方式

充电时间和续驶能力受电动汽车的运行方式影响,电动汽车的常见运行方式有如下几种。

2.2.1 公交车运行方式

公交车一般都有相对固定的停车场所,并且有较稳定的行驶线路,因此可选择在公交站的首末站停车场所建设充电站,可以选择利用低谷时的夜间进行充电;一次充电至少应满足其单程运行公里数,特殊或紧急情况下能实现快速充电。目前合肥市的电动公交车充电站多选址建立在公交车的首末站停车场,例如瑶海停保场充电站、柳树塘充电站等。2.2.2 出租车运行方式

出租车在城市里行驶线路变化大,因此充电站应根据人口密度、返回程度等合理排列在城市的不同区域,为出租车提供必要的充电设施。在非营运时段,可以选择常规的慢速充电;在营运时段,能够实现快速充电或换电,不影响其营运效益。

2.2.3 单位或住宅小区车辆运行方式

针对单位车辆或社会车辆的运行状况,考虑到出行的方便性,可以选择在单位停车场或者住宅小区停车场建立配套充电站。

2.3 充电站服务模式的选择

电动汽车充电站的运营服务模式主要有充电和换电两种模式。充电模式指的是对电动汽车的电池进行直接充电,充满电后再驶离充电站;所谓换电,就是花更短的时间为电动汽车换上另一组电池。太阳能充电站为新型充电服务。国外典型专业服务模式见表1。

2.4 充电站规模

充电站的规模会影响到建设成本和充电服务效率,建设规模主要与变压器台数和变压器容量等有关,建设规模还与区域电动汽车的充电需求量成正比。充电站建设时需要考虑未来的发展规划,留有一定的预留发展空间,保障升级换代的现实可行性,实现企业的长远利益和近期利益结合。

2.5 政府支持力度

目前,电动汽车的动力性与使用便捷性不及燃油汽车,只靠充电成本低和环保低还不足打动消费者,其推广与普及离不开政府的大力支持。对于电动汽车充电站的建立,由于投资成本较高,市场保有量还有限,离不了政府的大力支持。合肥市从2014年开始,自用充电设施安装和充电费用在地方配套的补助资金中安排1万元/辆专项用于对拥有固定停车位的新能源车主,同时要求物业企业积极支持和配合。只需要按照程序申请报建,符合条件便可以安装。

目前,影响充电站投资项目建设的因素还有:充电的需求量不足、充电服务费未统一以及商业模式不清晰。充电需求量的增长主要依靠电动汽车保有量的上升,充电服务费标准的确定需要政府出台政策,商业模式的明确需要充电站企业的积极探索与实践。

3 电动汽车充电站建设模式

电动汽车充电站的建设是确保电动汽车正常使用的关键条件。电动汽车不同的充电模式的分类,一般采用充电桩或者充电站的建设模式,具体来说要考虑以下几个方面:

3.1 充电桩模式

交流充电桩的功率一般较小,同时其布点选择较为灵活,所以应用的范围也较为多变和灵活。其充电的功率一般不大于7 k W,以慢充的方式为主。由于规模较小,因此一般采用自助式的充电方式,设备具有人机操作的界面及相应的自我检测和保护的功能。主要可以安装在居民小区的停车场、社会小型停车场等场所。从安装的实际情况考虑,采用充电桩模式时一般不具备安装独立的供电变压器的条件,可以选择在已有供电配套设施基础上改造,根据安装位置具体的电力负荷来进行考虑,包括电力负载的峰值和低谷等情况。相对来说,充电桩的充电稳定性较低。

3.2 充电站模式

相对充电桩式充电模式,充电站是具有充电功率较大的充电设施,可满足同时为多辆电动汽车提供充电服务。充电站一般由多台充电设施组成,可提供的充电服务方式多,如慢充、快充及机械式充电等,并且能够对电池充电以及电池的更换设备的状态进行实时监控。

4 电动汽车充电站建设模式的建议

不仅要考虑电动汽车保有量、道路发展规划及电动汽车发展趋势,还要考虑车辆的日均行驶历程、单位里程能耗水平等因素。电动汽车充电站的建设应根据电动汽车的使用所处阶段不同而对应建设。

4.1 对服务于公共交通工具的电动汽车充电站实行示范建设的初步阶段

对于城市内的电动公交车、出租车,政府应大力扶持相关企业做好配套建设,在财税和土地等方面给予政策支持,鼓励有条件的企业采用电动汽车作为员工上下班交通工具,推动新能源汽车的普及应用。

4.2 引导消费者购买电动汽车,强调充电经济性的充电站发展阶段

绝大部分城市居民使用汽车的主要用途是作为上下班的市区代步,较少长途行驶,每天行驶里程较小,一般每天行驶里程不超过100公里。这部分汽车使用者,如果改用电动汽车,完全可以充分利用夜晚时间进行慢充,加上普通居民比较注重经济性,可以充分利用峰谷电价差对这部分用户进行引导。

4.3 充电需求全面化,强调充电的便利化、快速化的普及阶段

电动汽车的性能大幅度提升,得到社会的全面认可的全面普及,这时其运行范围广,不仅在市区,还可能出现在普通公路、省道、国道上,乡镇也有充电需求。由于用户的全面性,竞争趋于激烈,满足充电需求主要是快速化、便利化,充电站应像加油站一样普及。

当前我国电动汽车的处于初步阶段和发展阶段之间,电动汽车越来越引起居民的购买汽车时的兴趣。应根据电动汽车充电站建设所处的阶段进行建设,同时加大市场预测,为充电客户提供更加完善和精确的充电服务。

选择电动汽车充电站建设模式可以借鉴国内外的优秀经验,但要因地制宜,提高建设的经济性和充电服务的快捷性。随着科技不断进步,纯电动汽车车蓄电池容量与安全防护水平将进一步提高,充电的时间会缩短,续航的里程加大,将会有更多的人选择电动汽车。

[1] 康继光,卫振林,程丹明,等.电动汽车充电模式与充电站建设研究[J].电力需求侧管理, 2009(9):69-71.

[2] 周逢权,连湛伟,王晓雷,等.电动汽车充电站运营模式探析[J].电力系统保护与控制,2010 (11):72-75.

[3] 郝娟,李强,岳建华.电动汽车充电站充电模式探讨[J].内蒙古电力技术,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年安徽省高校省级优秀青年基金重点项目“电动汽车充换电站商业模式与服务体系研究-以合肥市为例”(项目编号:2013SQRW103ZD)

谈先球(1979-),男,安徽六安人,讲师,研究方向为企业管理与会计信息化,电话:13365697262。