廣東電動汽車充電設(shè)施狀況及電磁環(huán)境影響研究

藍(lán)曉東，岳 思

1.廣東電網(wǎng)公司，廣東廣州 510600

2.中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430071

2010年廣東省人民政府 粵府函〔2010〕50號《印發(fā)廣東省電動汽車發(fā)展行動計(jì)劃的通知》中指出：要大力加強(qiáng)充電、維修維護(hù)、電池管理等配套服務(wù)設(shè)施建設(shè)，重點(diǎn)推進(jìn)城市公共充電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，鼓勵創(chuàng)新公共充電設(shè)施的管理機(jī)制和商業(yè)模式，加快形成覆蓋廣泛、布局合理、快速方便的公共充電網(wǎng)絡(luò)。廣東電網(wǎng)公司作為國內(nèi)發(fā)展電動汽車充電設(shè)施發(fā)展的先驅(qū)，在電動汽車充電技術(shù)和示范運(yùn)營等發(fā)面都處于國內(nèi)的領(lǐng)先地位，結(jié)合綠色亞運(yùn)、低碳大運(yùn)的概念，按照南方電網(wǎng)公司“換電為主、充換結(jié)合、統(tǒng)一服務(wù)、統(tǒng)一配送”的方針，面對接下來市場化的巨大挑戰(zhàn)，如何推動建設(shè)電動汽車智能、環(huán)保的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)成為了國內(nèi)相關(guān)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 廣東電動汽車充電設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 廣州電動汽車充電設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 廣州亞運(yùn)城充電站

廣州亞運(yùn)城電動汽車充電站位于南沙港快速和京珠高速公路之間、亞運(yùn)東路亞運(yùn)城附近，充電站集充電服務(wù)設(shè)施和營業(yè)廳于一身。該充電站可為電動轎車、中巴車和大型交通運(yùn)輸車輛提供24小時(shí)充電服務(wù)。

該站于2010年11月8日建成投產(chǎn)運(yùn)行，廣州亞運(yùn)城充電站的占地面積約1 724m2，建筑面積為432m2，站內(nèi)配置2套一體式直流充電機(jī)和1臺交流充電樁，直流充電機(jī)功率為60kW，交流充電樁采用AC380V/AC220V，32A/16A交流輸出。

1.1.2 廣州賽馬場電動汽車充換電站客戶體驗(yàn)中心

廣州賽馬場電動汽車充換電站客戶體驗(yàn)中心位于珠江新城賽馬場西南角，占地面積約1 910m2，是全國首個(gè)配備全自動底盤換電系統(tǒng)的電動汽車體驗(yàn)中心。該站換電全部過程在5分鐘以內(nèi)，其中電池更換時(shí)間則在90s以內(nèi)。電動汽車換電客戶體驗(yàn)中心對普及電動汽車知識、提高社會對電動汽車的認(rèn)知和接受度具有明顯的示范意義。

1.2 深圳電動汽車充電設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

深圳市政府已出臺新能源汽車地方補(bǔ)貼政策，同時(shí)通過前段時(shí)間投放的約200臺純電動出租汽車的示范運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和大運(yùn)會期間大量新能源汽車，計(jì)劃在2013年前實(shí)現(xiàn)電動汽車小批量量產(chǎn)。與之配套的充電設(shè)施已建成的有福田充電站、機(jī)場充電站、和諧充電站、大運(yùn)中心充電站及180臺交流充電樁。其中福田充電站是一體式直流充電機(jī)的典型站，有4套比亞迪一體式直流充電機(jī)每天為電動出租車充電20～30車次，是目前深圳營運(yùn)情況較好的充電站。而另外3個(gè)充電站及交流充電樁受到目前電動汽車普及程度和充電接口標(biāo)準(zhǔn)化普及的限制運(yùn)營情況不佳。

根據(jù)規(guī)劃，到2013年深圳將推廣使用新能源汽車超過2.4萬輛，到2015年達(dá)到10萬輛，約占深圳現(xiàn)有汽車保有量6%以上。為滿足新能源汽車發(fā)展需要，深圳將建設(shè)各類新能源汽車充電站（樁）12 750個(gè)。

1.3 珠海、中山電動汽車充電設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

目前，珠海、中山均為電動公交車提供充電服務(wù)的充電站。

1.3.1 珠海吉大公交充電站

珠海吉大公交充電站位于珠海市吉大公交總站內(nèi)，為20路和60路中巴車提供24小時(shí)充電服務(wù)，充電設(shè)施和電動巴士由珠海銀通新動力科技公司制造。該站有6個(gè)快充樁和18個(gè)慢充樁，均為分體式直流充電機(jī)，珠海供電局為此配套建設(shè)配電變壓器l臺，容量為800kVA。快充樁的輸出功率分為一檔～六檔，充電電流從一檔10A～20A到六檔200A～230A，充電電壓均為360V～375V，根據(jù)電池充電情況自動換擋。慢充樁的輸出功率分為一檔～二檔，充電電流從一檔10A～20A到二檔75A～85A，充電電壓均為360V～375V，根據(jù)電池充電情況自動換擋。

珠海市目前有電動公交車20輛，吉大公交充電站在公交車營運(yùn)時(shí)段，即上午6點(diǎn)至晚上10點(diǎn)，運(yùn)用6個(gè)快充樁對返回吉大公交總站的電動公交車充電，每輛往返一次充電時(shí)間約15min～20min，充至80%左右的電量；凌晨12點(diǎn)之后的低谷時(shí)段，將快充樁調(diào)為慢充檔（一檔～二檔），與慢充樁一同對電動公交車充電，充電時(shí)間從凌晨零點(diǎn)至電量全部充滿。

1.3.2 中山沙溪樂群公交充電站

中山沙溪樂群公交充電站位于中山市沙溪鎮(zhèn)中山汽車總站內(nèi)，為電動公交車提供充電服務(wù)。該站于2011年4月7日建成投產(chǎn)運(yùn)行，首批建成14個(gè)分體式直流充電機(jī)，是分體式直流充電機(jī)的典型站。配置的充電設(shè)備采用分體式充電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，包括直流充電機(jī)（整流柜）、直流充電樁、充電插頭以及直流充電機(jī)（整流柜）和直流充電樁之間的連接電纜。同時(shí)，該站還配置了相應(yīng)的配電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。樂群充電站按照可擴(kuò)充設(shè)計(jì)，可擴(kuò)充至50臺快速直流充電樁，可對各類型電動汽車提供充電服務(wù)。

中山市目前有電動公交車14輛，一般往返兩趟充一次電，滿容量充電需3～4小時(shí)，充電電壓為400V～430V，充電電流為60A～80A。

2 電動汽車直流充電機(jī)電磁環(huán)境影響測試

2.1 測試對象

目前，廣東省已建成的大部分充電站均采用直流充電的型式，其充電技術(shù)較為成熟、充電時(shí)間短，且投資適中，適用于大容量充電需求的社會公共充電站、公交車輛充電站[1]。直流充電設(shè)施按結(jié)構(gòu)分類可有兩種類型，“一體式直流充電機(jī)”和“分體式直流充電機(jī)”。

根據(jù)廣東省已投運(yùn)充電站和充電機(jī)型式，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)營情況，課題組選取深圳福田充電站和中山沙溪樂群公交充電站，分別作為一體式直流充電機(jī)和分體式直流充電機(jī)的典型對進(jìn)行電磁環(huán)境測試。

2.2 測試因子

工頻電場、工頻磁場。

2.3 測試方法

《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則 電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（HJ/T 10.2-1996）。

2.4 測試儀器

HI-3604型低頻電磁場測量儀，測量范圍2Hz～5kHz、1V/m～30kV/m、1nT～10mT。

2.5 測試結(jié)果

2.5.1 深圳福田充電站

通過對深圳福田充電站比亞迪一體式充電樁四周測試可知，充電樁輸出電壓在321V～335V之間時(shí)，工頻電場強(qiáng)度為0.7V/m～2.7V/m；比亞迪一體式直流充電機(jī)輸出電流在93.3A～107.6A之間時(shí)，其四周磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，測試值為0.089μT～2.493μT。

2.5.2 中山沙溪樂群公交充電站

通過對中山沙溪樂群公交充電站科陸分體式充電樁四周測試可知，充電樁輸出電壓在406.7V～431.7V之間時(shí)，各測點(diǎn)的工頻電場強(qiáng)度為0.5V/m～1.3V/m；充電機(jī)輸出電流在58.7A～73.6A之間時(shí)，其四周磁感應(yīng)強(qiáng)度測試值為0.047μT～0.092μT。

2.6 測試結(jié)論

1）由于電壓等級較低，一體式直流充電機(jī)和分體式直流充電機(jī)四周的工頻電場強(qiáng)度均較小；2）因?yàn)橐惑w式充電機(jī)是將直流充電模塊與充電操作終端布置在同一箱體內(nèi)，而分體式充電機(jī)是將直流充電模塊與充電操作終端分別獨(dú)立布置，充電機(jī)柜安裝于配電室內(nèi)，僅將充電操作終端安裝于充電車位旁，所以分體式直流充電機(jī)四周的工頻電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度較一體式直流充電機(jī)小。

3 結(jié)論

電動汽車具有無尾氣、低噪音、高效能等優(yōu)勢，是當(dāng)代汽車發(fā)展的主要方向[2]，而電動汽車充電設(shè)施是不可或缺的支撐系統(tǒng)，其普及和便利性直接影響了電動汽車的推廣程度[3]。廣東電網(wǎng)公司承擔(dān)著推動綠色交通的社會責(zé)任，已在廣州、深圳、中山、珠海等城市建成了包括整車直流充電、整車交流充電和電池更換模式的充電設(shè)施，并將在“十二五”期間建設(shè)滿足全省電動汽車發(fā)展需要的充換電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，通過對深圳福田充電站和中山沙溪樂群公交充電站充電機(jī)電磁環(huán)境測試結(jié)果可知，由于分體式直流充電機(jī)將直流充電模塊集中布置在配電室內(nèi)，僅將充電操作終端安裝于充電車位旁，其工頻電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度較一體式直流充電機(jī)小。因此充電站的設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)盡可能以分體式直流充電機(jī)代替一體式充電機(jī)，為電動汽車提供更為綠色環(huán)保的充電服務(wù)。

[1]滕樂天.電動汽車充電機(jī)(站)設(shè)計(jì)[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]電動汽車充電站[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010(12).

[3]丁玲.新能源汽車角力[J].中國經(jīng)濟(jì)和信息化，2011(13).