内蒙古储能式充电桩发展与设备升级思考

摘 要：随着新能源技术和电动汽车的迅猛发展，充电桩需求快速增长。储能式充电桩在提高充电效率、解决能源供需不平衡、提高可再生能源利用率等方面作用显著。发展储能式充电桩不仅可以提高内蒙古电动汽车的普及率，还可以促进工业、农业向绿色节能方向发展，加快内蒙古社会经济的发展进程。

关键词：内蒙古 储能式充电桩 设备升级

根据国家能源局数据，截至2024年6月底，全国充电基础设施总量已达1024.3万台，其中公共充电桩312.2万台，广东、浙江、江苏、上海、山东、湖北、河南、安徽、北京和四川等省市的公共充电桩数量最多，占比达到了69.6%。而内蒙古各盟市主城区公共充电桩总数不到3万个‌，具有储能功能的充电桩更是少之又少。

储能设备在解决能源供需不平衡、提高可再生能源利用率、改善新能源系统的波动性和间歇性等方面发挥着重要作用，是推动能源系统向更加绿色、节能方向发展的重要技术支撑‌，是实现双碳目标的重要保障。近些年电动车行业在我国发展迅猛，但电车充电问题制约其发展，传统的充电桩充电速度较慢，充电效率低下，且难以满足大规模充电需求。储能式充电桩不仅是解决电动车充电难题的新选择，而且也是提高资源利用率、助力节能减碳的利器。

一、储能式充电桩的应用

储能充电桩是一种集储能和充电功能于一体的智能充电设备。其主要特点在于能够将电能储存在电池中，再根据需求进行释放，从而提高充电效率和速度。相比传统充电桩，储能充电桩具有充电速度快、效率高、可缓解电网压力、优化能源利用率、可应急备用等优势。储能式充电桩主要应用于家庭用户、公共充电站等方面，还可延伸到工业、农业领域，为各类电动汽车的普及和绿色出行、工农业生产等提供有力支持。

（一）家庭用户充电‌

在城市或农村拥有独栋房屋或庭院的家庭用户，安装储能式充电桩是不错的选择。一方面，储能式充电桩可以为电动汽车充电，且在电网故障或停电时仍能工作，可减少对电网的依赖。另一方面，如果安装光伏发电系统，其储存的电能还能为家庭用电提供补充，降低用电成本。

（二）公共充电站‌

公共充电站一般建设在城市中心、商场、高速公路服务区等电动汽车密集的地方。采用储能式充电桩可提高电动车充电效率，满足大流量汽车充电需求。此外，采用可移动式储能充电桩可灵活部署，且安装快捷，适合投放在任何有需要的场地。

（三）工业领域‌

在工业园区部署光伏储能充电桩，可以满足员工和客户的充电需求，提升园区的服务水平和绿色形象。通过光伏储能充电桩的应用，工业园区可以实现绿色能源的自给自足，降低能源成本，同时提升企业社会责任感‌。

（四）农业领域

在大型农场、合作社等区域部署储能式充电桩，同时可配套风电光伏等新能源发电系统，建设清洁绿色、智能化农田，农业生产过程中的农机具和农业设备采用清洁能源作业。

二、内蒙古地区发展和升级储能式充电桩的益处

（一）发展储能式充电桩可提高效率

内蒙古地区地处北纬40度附近，为温带大陆性季风气候，冬天寒冷，夏天炎热。电动车的电池在低温环境下活性降低，电池容量下降，充电效率大幅降低。这就导致许多户外充电桩使用率降低，同时，室内或具有加热功能的充电桩出现电动车充电拥堵情况。电动车在内蒙古普及率不高，其中一个很重要的原因是内蒙古地广人稀，偏远的牧区或农村无配套充电桩，使用极为不便。

交流充电桩充电效率一般在80%以上，直流充电桩‌充电效率在90%以上，但充电桩的功率会受到所连接电网的供电能力限制。储能充电桩通过储能功能，能够将电能储存在电池中，再根据需求进行释放。电池放电时，储能式充电桩利用储能系统提供高功率输出，实现快速充电，大大缩短充电时间，提高充电效率。‌内蒙古发展储能式充电桩不仅可以解决充电效率低的问题，还可以为电网不发达的偏远地区提供充电服务。

（二）发展储能式充电桩可提高资源利用率

内蒙古的风、光资源十分丰富。内蒙古常年盛行西北风，昼夜温差较大，空气流动强烈，草原和戈壁荒漠占比较高，对风的阻碍较小，利于风力传播。目前，风能总储量达到8.98万千瓦，风能技术可开发利用量为1.5亿千瓦，占全国可利用风能储量的40%，且全区大部分地区为平坦的草场，十分适宜建设大型风电场。内蒙古地区纬度较高，平均海拔1000-1200米，西部地区全年降水少，以晴天为主，日照时间长，太阳辐射强，全区总辐射量仅次于青藏高原，居全国第二位，太阳能资源技术可开发量94亿千瓦，约占全国的21%，发展光伏产业具备得天独厚的资源优势。

储能式充电桩可以结合太阳能、风能等可再生能源进行充电，提高绿色能源的利用率，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放，达到节能减排的目的。

（三）发展储能式充电桩将促进社会经济发展

1. 缓解电网压力。储能系统具有“削峰填谷”的功能，可缓解电网压力。传统充电桩直接从电网获得电能充电，容易导致电网负荷过重。而储能充电桩则可以将电能存储在自身配备的电池中，用电低谷时期可通过可再生能源系统充电，用电高峰期根据电网负荷情况进行电能释放，从而达到缓解电网压力的目的。同时，储能式充电桩也缩小了新能源系统日内的峰谷差价，减少需量电费，进一步推动新能源汽车的发展。王来曾等人研究的风光储系统模型，模拟出用户每年的综合用电成本可降低22%。

2.促进农业绿色发展。内蒙古的耕地面积为1.39亿亩，位居全国第二，畜牧业资源也非常丰富‌。‌全区农机总动力达到4056.6万千瓦，拖拉机拥有量达到122.5万台①，但大部分为柴油驱动，对环境造成一定的污染。选择清洁能源和低碳技术可以减少农业机械使用对环境的污染和影响。同时，清洁能源在节能方面具有显著优势，采用新能源代替传统燃油作为动力，使用成本相对更低，长期使用更为经济。

在大型农场或农田集中连片地区，建设具有储能充电装置的光伏、风能发电设施，便于农机具和农业设施及时充能，提高农机具使用率，提高农业生产效率。

3.促进基础设施建设。储能式充电桩系统作为基础设施建设的一部分，既能带来经济效益，也能带动新能产业在内蒙古的发展。在城市，通过建设储能式充电桩、充电桩智能化改造、配套建设充电服务站、加大新能源产品的普及等，带动充电领域、可再生资源项目的基础设施建设。在农村和偏远地区，通过建设储能与可再生能源融合系统可以提供稳定的电力支持，满足当地居民的充电需求。结合新能源农业机械设备、设施建设，推动电动汽车和新能源在偏远地区应用，提高农业生产效率，促进当地经济发展和生活水平提高，推动电动汽车在这些地区的普及，为人民生产、生活提供更大便利。此外，储能式充电桩系统也是分布式储能技术的一种，在电网调度、微电网、交通和智慧能源等多方面应用前景广阔。

4.灵活部署，应急备用。储能式充电桩不完全依赖电网供电，可以在电网覆盖不到或供电能力不足的区域灵活部署，移动式储能充电桩更可以紧急部署到指定地点，使用后随时撤走。

内蒙古地广人稀，在电网覆盖不到、供电能力不足的偏远地区，遇到电网故障停电或自然灾害引起的道路不畅时，储能式充电桩可以作为应急备用电源，为电动汽车和其他关键设备提供持续电力供应，解决如地震、水灾等情况下应急车辆或设备充能的问题，减少或避免产生重大经济损失。

在高速公路服务区遇到电车充电拥堵、户外举办大型活动需要大量电能等情况下，移动式储能充电桩也可以随时部署，灵活应对。

三、储能式充电桩设备升级与发展建议

随着新能源技术的日益发展和新能源产品的普及，储能式充电桩逐步向规模化、标准化、智能化和人性化发展，并且充电技术更加进步，资源利用更加高效，更加绿色环保。

（一）规模化、标准化

储能式充电桩向规模化、标准化迈进。应根据城市建设统一规划，分析未来新能源汽车和设施的发展趋势建设一定规模的储能式充电设备，并统一充电接口，提高适配性。充电桩可根据不同种类充电设备或汽车，智能化识别并自动设置不同的充电模式。这样不仅可以提高储能式充电桩产品服务质量，还可以提升管理和运营效率、降低发生故障的风险。

（二）智能化、人性化

随着大数据、人工智能、物联网等技术的飞速发展，储能式充电桩也应该更加智能化、人性化。因其自身具有的储能功能，储能式充电桩不会发生断电，可实现系统智能化服务。一方面，系统通过智能化学习预测不同时间、不同地点的负载需求，并及时调整储存能力，为用户提供智能控制、资源利用策略和设备安全方面的服务。如黄家晖等研究基于深度强化学习的充电桩储能优化方法，可有效提升储能单元输出电压、电流以及功率的稳定性。另一方面，加强充电的便捷性，固定充电桩在选址上应更加人性化，充电桩的位置布置需要考虑到车辆数量和使用需求，采用智能管理系统可以实现充电桩p8OjLhbPhUHjU8mf3v+5eFf5GHrcmTyHdRH7vSjvHfI=的预约、优先充电等功能，减少用户等待时间，优化充电资源的分配，提高充电桩的平均利用率。遇到紧急情况需要充电，也可预约充电机器人到指定地点充电。

（三）环境适应性

提高储能式充电桩的环境适应性有助于提高充电过程的可靠性和充电效率。内蒙古冬季寒冷，可能会导致充电桩设备的过载、电路损坏、充电过程变慢等问题。储能式充电桩应做好保温隔热措施，电池部分采用耐寒隔热材料包裹或直接建在地下，使其在低温环境下仍能正常工作。采用新技术，提高电池耐寒能力，如华为在西藏日喀推出的光储液冷超充站，成功攻克了在极高海拔环境下进行光储充一体化项目的多重设计和施工难题，进一步促进了新能源汽车在高寒地区的普及和使用。

（四）节能环保，安全可靠

内蒙古地区风能和太阳能资源丰富，采用风光储充放一体化充电站可有效节能减排。风光储充一体化电站由三部分组成，风能或太阳能光伏发电、储能电池和充电，这三部分组成一个微网，利用可再生能源发电，电池储存电能。系统充电削峰填谷，减少白天峰期充电电量及电费，在电网故障停电时采用离网运行模式对新能源车应急充电。光储充充电站可节约能源消耗减少污染物排放，为节能减排，绿色低碳出行提供保障。

随着电池储能技术的不断进步，储能系统的能量密度和功率密度将进一步提高，储能式充电桩的充电效率和安全性也将得到显著提升。未来，储能式充电桩将向多元化发展，应用场景更丰富，甚至室内都可以安全使用。

参考文献：

[1]黄炘，陈丽雪，李川，等.电动汽车低温充电性能的研究与分析[J].汽车电器，2020（3）：20-23.

[2]吴冬，王兵，孙木等.大功率直流快充充电桩关键技术及性能测试[J].科学技术创新，2021（27）：56-57.

[3]王来增，冯璐，张新敬.考虑分时电价的风光储系统技术经济性研究[J].热力发电，2024，53 （10）：66-71.

[4]彭潇，梁文韬，谭海波.分布式储能技术的现状及发展趋势[J].大众用电，2023，38（6）：5-6.

[5]黄家晖，孙秀秀，刘凯，等.基于深度强化学习的综合能源充电桩储能优化方法[J].自动化与仪器仪表，2022（11）：55-59.

[6]孙永剑.充电机器人或站上“风口”[N].中华工商时报，2023-05-31（006）.

（作者单位：1.内蒙古自治区发展和改革委员会综合保障中心;2.内蒙古开放大学）

责任编辑：康伟