浅谈新能源汽车充电系统问题研究

（青岛恒星科技学院，山东青岛市，266000）吴 彤 庄新颖 修 霞

于霞 古远

1 引言

新能源汽车市场的蓬勃发展离不开配套建设的充电设施。本文针对目前新能源汽车充电系统中充电设施建设存在的问题进行原因的分析，为今后电动汽车充电站的建设提供一些思路和方法，促进电动汽车的普及，推动能源的可持续发展。

2 充电设施布局影响因素

2.1 需求因素分析

总体需求是影响电动汽车充电设施城市空间布局的关键因素。充电设施的总体需求与电动汽车的行驶距离、充电设施的服务能力及设施的平均使用周转率都有关系。主要表现在电动汽车充电设施的空间分布应与电动汽车充电需求的时空分布相一致，以避免过度投资和资源浪费。

2.2 用户出行行为分析

用户的出行行为主要包括驾驶员的驾驶习惯、行驶路线、停车时间、行驶距离、紧急充电程度和出行次数等，可理解为基于情景的用户行为。充电设施的布局受到用户出行过程中多种因素的共同影响。

2.3 经济因素分析

电动汽车充电设施具有前期投资成本高、投资回报周期长，以及一定的政府补贴政策等特点。电动汽车的经济因素主要包括土地成本、建设成本、运营成本、维护成本等。青岛充电设施的收费由电价和服务费组成，另外充电桩使用情况不同，位置好的充电桩每天可以卖出300多千瓦时的电，成本按“峰谷平”三阶段收费，通常平峰用电只有0.8～0.9元，高峰不超过1.2元，低峰用电只有0.6元左右。

2.4 其他原因

在不同的运行模式下，驾驶者的驾驶行为，包括出行目的、行程时间、里程距离和停车条件等，都是不同的。电动汽车充电设施的选址应符合电动汽车的运行规律。充电设施选址的可行性分析是成功实施充电设施空间布局的基本条件，其可行性受电网承载能力、地理位置、交通安全性和环保性等因素的共同影响。

3 青岛市充电设施布局原则

3.1 专用型车辆优先原则

通过对和有关政策的解读和布局现状，电动汽车发展的前期主要通过财政补贴和政府指导来促进和带动普及。在发展初期，应优先发展电动公交车等服务型车辆，保障城市公共交通网络优先发展。

3.2 重点区域优先原则

在城市中，要考虑在条件优越区域重点布局，充分发挥电动汽车产业化发展初期，如经济开发区、郊区等的示范作用，市区的引导作用。城际公共充电站也应该作为重点区域优先考虑，示范引导建设，形成线型布局。

3.3 功能衔接原则

在城市中心，电动汽车的充电主要采用分散式充电桩；在郊区等周边地区，主要用集中式公共充电站来进行快速充电，而在高速公路沿线的城际间布局中，应通过建设公共快速充电站及时的进行电能补给。分散式充电桩点状布局、城市内公共充电站线性布局和城际间公共充电站区域布局形成了一个互补、功能完善的城市公共基本充电服务网络系统。

4 专用充电站布局优化方案

4.1 专用充电站选址布局

专用充电站布局的主要特点是利用自己的停车空间，主要通过停车场和交通枢纽的停车空间建设。专用车一般路线较为固定，便于统一管理，停放的时间较长和空间规律明确。

4.2 公交车充电站布局

公交车行驶线路和里程是固定的，停车时间和地点是比较确定的。建议在停运期间采用整车交流充电桩进行常规充电，在紧急情况下采用整车快速充电，2车用1桩，根据公交车行驶路线的规律，采用线性布局模型对公交车充电站进行布置。结合城市公共汽车站规划和电动公共汽车线路投入运营，在综合枢纽站、停车场和首末站布局。计划在大河东、河马石、世园会周边、郑庄周围区域，进行充换电站设施的建设。根据充电站规模的研究，确定占地规模应控制在2 000到3 000m2以上。

4.3 出租车充电站布局

出租车行驶路线复杂、行驶里程较大、停车地点不固定，建议主要通过城市内公共充电站或专用充电站进行快速充电，在夜间车辆休息时，专用充电站用于进行常规交流充电，白天急需充电的路况下采用公共充电站的快充进行电能补充。

青岛现有多家出租车公司，结合海博出租公司和大鹏出租公司的停车场实地勘察，可以建设为新能源汽车充电的车位。出租车充电站的建设规模符合青岛市地方出租车公司的要求。根据日服务能力和建站规模的预测，规划在现有充电站的基础上，建议不久的将来在海博出租车公司和大鹏出租车公司停车场地联合建设3个充电站。

5 公共充电站布局优化方案

5.1 公共充电站选址布局原则

城市内公共充电站要在满足建设条件下择址新建，这种情况主要适用于土地充足，限制条件较少的新城区、示范区和郊区；再者是结合公共停车场、交通枢纽、火车站、停车换乘设施等密集建设，条件允许的配套服务区也可以提供充电设施。这是当前城市公共充电站布局模式突破的主导方向，但要充分论证后才能实施。

5.2 城际间公共充电站布局

为配合国家电网战略，青岛正在城际高速公路综合服务区开发充电设施。考虑在主要高速公路和高速公路节点进行公共快速充电站的布局，建议在龙青高速、青兰高速、青银高速、沈海高速等出入口布局。服务距离平均50km基本能够满足电动车辆行驶中的充电需求，建设安全规范、生态环保的现代化充电站。

5.3 分散式充电桩布局优化方案

分散式充电桩主要在城市内部停车场建设，包括公共停车场、居民区停车场和单位停车场，布局的重点考虑是合理确定电动车停车位的分布、公共充电桩的配置规模和城市布局，选址问题相对淡化。

青岛市2019年市区内建设充电桩1.7万余个，新能源汽车总数10.4万辆。2020年新增规划9 700个充电桩，预计车桩比达到1：5，虽然远少于1：1的建设目标，但考虑充电桩的利用率的问题，每个充电桩都会安装2个充电口，所以电动汽车的充电需求在近期内是可以基本被满足的。但规划并非一朝一夕之事，新能源汽车的数量也不是一成不变。未来充电桩的建设需在政府、规划部门和投资运营商的共同影响下进行长远规划。