淺析電動汽車電能供給模式與充換電設施建設

劉建宇

摘要：在污染日益嚴重、能源日益缺乏的今天，電動汽車的出現(xiàn)給人們帶來了新的希望，可以形象地把它稱為21世紀的交通工具、明日之星。本文對電動汽車電能供給模式與充換電設施建設進行了研究。

關鍵詞：電動汽車電能供給模式充換電設施建設

中國分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章標號：2095-2104（2013）03-0001-02

1.電動汽車電能供給模式

1.1電動汽車定義

電動汽車是指全部或部分用電能驅動電動機作為動力系統(tǒng)的汽車。驅動電動汽車的電力常見的有各種蓄電池，燃料電池、太陽能電池等。

1.2電動汽車分類

1.2.1純電動汽車

純電動汽車（BEV）：由電動機驅動的汽車。電動機的驅動電能來源于車載可充電蓄電池或其他能量儲存裝置。大部分車輛直接采用電機驅動，有一部分車輛把電動機裝在發(fā)動機艙內，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子，其難點在于電力儲存技術。

1.2.2混合動力汽車

混合動力汽車指能夠至少從下述兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車。既可消耗的燃料；也可再充電能/能量儲存裝置。根據(jù)動力系統(tǒng)結構形式可分為以下三類：串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）。并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）混聯(lián)式混合動力汽車（CHEV）。

1.2.3燃料電池汽車

燃料電池汽車：以燃料電池作為動力電源的汽車。燃料電池的化學反應過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2-3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

1.3電動汽車的充電

電動汽車充電類似于手機充電的ICM 階梯波六段式充電，具有較好的去硫化效果，可對電池首先激活，然后進行維護式快速充電，具有定時、充滿報警、電腦快充、密碼控制、自識別電壓、多重保護、四路輸出等功能，配套萬能輸出接口，可對所有的電動車快速充電。 商場、超市、醫(yī)院、停車場、小區(qū)門口、路邊小賣部等公共場所。 汽車充電網(wǎng)絡建設模式，在充電設施推進過程中，亟待突破的難題就是充電服務網(wǎng)絡布點問題。電力部門依托現(xiàn)有的停車場設施，因地制宜地建設微電網(wǎng)、分布式、綜合化的可充、可換全功能充電站，可避免充電模式存在的兩個短板：一是充電時間長，二是停車環(huán)境有限。

2.電動汽車充換電設施建設

隨著城市化、工業(yè)化進程的加速，汽車工業(yè)得到飛速發(fā)展。同時國際原油供求矛盾逐步加深，全球氣候變暖日益明顯。在此背景下，加快發(fā)展電動汽車充電設施建設，搭建電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺，對于推動低碳經(jīng)濟發(fā)展和低碳城市建設，降低汽車污染排放，優(yōu)化能源消費結構，保障國家能源安全，促進環(huán)境與人類和諧發(fā)展等方面具有重要意義。電動汽車充換電站系統(tǒng)主要由供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換系統(tǒng)組成。

2.1供配電系統(tǒng)

充換電站供配電系統(tǒng)主要包括10kV開關柜、變壓器、低壓配電柜、配電監(jiān)控、APF等組成部分。

2.1.110kV配電系統(tǒng)

一般10kV配電系統(tǒng)采用雙電源供電，單母分段接線方式，設置分段開關。高壓柜采用真空斷路器中置式開關柜，設進線柜、PT防雷器柜、出線柜、母聯(lián)柜和隔離柜。

（1）配電變壓器類型選擇

參照國家電網(wǎng)公司電動汽車充換電站的設計要求，根據(jù)具體需求選擇汽車充換電站高壓側10kV進線電源雙路還是單路。低壓0.4kV側一般可采用單母分段接線方式。

（2）配電變壓器容量選擇

根據(jù)充換電站用電容量選擇。一般可選擇兩臺變壓器，采用雙路常供方式，每臺變壓器正常情況承擔一半站用負載。一臺變壓器停電檢修時，充電機等設備減半使用。

（3）高壓開關柜選擇

10kV高壓開關柜可采用中置柜，柜內配固封式真空斷路器，開關柜需具有充裕的電纜連接空間、完善可靠的五防聯(lián)鎖機構以及短路關合能力快速的合閘接地開關。

2.1.20.4kV系統(tǒng)設計

0.4kV側一般可采用單母線分段的接線方式，設進線柜、有源濾波柜，出線柜及分斷聯(lián)絡柜。0.4kV接地系統(tǒng)采用變壓器中性點直接接地系統(tǒng)，采用TN-S接地方式，接地電阻應不大于4歐姆。

2.1.3站用電源

一般充換電站內用電負荷不是很大，可以設置專用的10kV站用變壓器，用電源可以從位于不同母線的不同配電變壓器低壓側接取，通過交流配電箱分配給站內照明、空調、風機、插座等設備供電。

同時需配置站用直流電源系統(tǒng)和不間斷電源系統(tǒng)，直流母線采用單母線接線。直流系統(tǒng)充電裝置采用智能化整流電源模塊，具備顯示、上傳直流系統(tǒng)狀態(tài)量的功能。監(jiān)控系統(tǒng)設置不停電電源，不停電電源采用直流電源和逆變電源組成。監(jiān)控系統(tǒng)站控層采用交流不停電電源(UPS)供電。

電動汽車充換電站屬于諧波源負荷，會產(chǎn)生諧波電流注入公用電網(wǎng)，影響電網(wǎng)電能質量水平。因此需要采取措施抑制其諧波電流注入，以確保電能質量和電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，一般可采用有源濾波的方式抑制其諧波電流注入。

2.2充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)由充電機組成。根據(jù)設計容量及要求，選擇充電機數(shù)量、型號，并要考慮到一定的裕量。

充電機需具有根據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）和后臺監(jiān)控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，動態(tài)調整充電參數(shù)、自動完成充電過程的功能；充電機具備通過CAN接口與電池管理系統(tǒng)通信的功能，以獲得電池箱參數(shù)及充電電池的狀態(tài)參數(shù)；充電機應具有實現(xiàn)外部手動控制輸入的功能，以便對充電機參數(shù)進行設定；同時充電機應具備交流輸入過欠壓保護、交流輸入過流保護、直流輸出過壓保護、直流輸出過流保護、內部過溫保護等功能。

充電機控制系統(tǒng)是充電機的一部分，是充電機的控制中心和通信樞紐，負責與電池更換站后臺系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)；完成充電機的充電控制；與BMS通信獲取電池狀態(tài)和運行信息；完成充電過程的聯(lián)動控制。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)

充換電站監(jiān)控系統(tǒng)作為充換電站自動化系統(tǒng)的核心，主要包括充換電站監(jiān)控后臺、充電機控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)監(jiān)控、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)、計量計費系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及通訊管理機等。

充換電站監(jiān)控后臺主要完成采集、處理、存儲來自充電機及配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供圖形化人機界面及語音報警功能，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)及下發(fā)控制命令，用以監(jiān)控充電機及配電系統(tǒng)的運行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供針對充換電站系統(tǒng)的諸如智能負荷調控等高級應用功能，為電池更換站安全、可靠、經(jīng)濟運行提供保障手段。

其中，安防監(jiān)控系統(tǒng)由前端視頻監(jiān)控設備和視頻監(jiān)控后臺組成。

電動汽車充換電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)含圖像監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警、火災自動報警系統(tǒng)；視頻監(jiān)控后臺由視頻管理工作站和統(tǒng)一平臺監(jiān)控軟件組成，實現(xiàn)管轄所有區(qū)域內前端充電設備的圖像監(jiān)控、防盜報警、火災自動報警等功能。

充換電站監(jiān)控系統(tǒng)中的通信管理機是充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的通信核心，負責配電系統(tǒng)監(jiān)控、充換電站監(jiān)控后臺、安防系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)及充電機之間的數(shù)據(jù)交換；負責向安防系統(tǒng)轉發(fā)報警信號實現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)動；負責向換電站上級監(jiān)控系統(tǒng)轉發(fā)本站相關信息。

2.4電池更換系統(tǒng)

電池更換系統(tǒng)是換電站的核心組成部分，一般由由電池箱、電池充電架、換電設備等組成。

在改革開放以及社會主義市場經(jīng)濟不斷深化的新時期，醫(yī)療市場的競爭也隨之愈發(fā)激烈。新時期醫(yī)院也應該以嶄新的姿態(tài)：優(yōu)質服務、高效工作、高質量的醫(yī)療設備投入、降低各種醫(yī)療資源消耗等以適應市場的殘酷競爭。與此同時，面對醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的改革工作的新時期的新特征，醫(yī)院要與時俱進的做好宣傳工作，將新時代醫(yī)院的工作內容、重點、工作形式等傳達個社會各界，從而促進醫(yī)院的改革事業(yè)順利進行。那么在新形勢下, 應從哪幾個方面做好醫(yī)院宣傳工作，我們將展開敘述。

參考文獻：

[1] 王毓林.電動汽車充電站設計初探[J]. 科技創(chuàng)新導報. 2012(21)