電動汽車充電設施建設思考

張夢園

摘 要 隨著電動汽車越來越多地走進人們的生活，關于電動汽車的一些未來發展問題也越來越被重視。電動汽車充電基礎設施的建設是影響電動汽車市場化發展的一個重要因素，然而，現今的充電基礎設施建設卻非常滯后。文章首先分析影響我國充電基礎設施建設的幾個主要因素，然后對部分充電設施的功能進行介紹和分析，并對其未來建設提出了幾點建議，同時，文章提出未來的研究方向主要是關于電動汽車基礎設施建設的網點布局問題。

關鍵詞 電動汽車；充電設施

中圖分類號：U469 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0014-02

最近幾年，雖然電動汽車已經越來越被大眾熟知，但仍然沒有大范圍地進入人們的日常生活。關于這個問題的原因，已經有研究證明，除了電動汽車的電池技術有待提高之外，電動汽車充電基礎設施的完善程度也極大地影響著人們的購買選擇。

從“十一五”開始，我國逐步加大對電動汽車充電設施的建設力度，按照“示范、試點、培育”三個層面，循序漸進，逐步發展電動汽車的應用市場。作為電動汽車行業的領軍企業，國家電網早在2006年就開始在部分城市進行充電站的試點建設，目前，國家電網正在加快與各級地方政府合作，加快充電站的建設進度，同時也在停車場、住宅區等地方建立大量充電樁。此外，中石油、中海油等大型能源公司也紛紛開始建設各自的電動汽車充電站，電動汽車充電基礎設施建設的被重視程度正在逐步提升。

本文在分析我國充電設施建設主要影響因素的基礎上，通過對部分主要充電基礎設施的介紹和分析，提出了對其建設的幾點思考和建議，同時也為未來充電站網點選址布局的進一步研究提供了方向。

1 電動汽車充電基礎設施建設的主要影響因素分析

1.1 充電設施要滿足用戶需求

首先，對電動汽車用戶來說，其用電需求具有顯著的移動性和多樣性。用戶希望能夠在不同的時間、不同的地點都能夠方便、及時地充電。同時，因為現行的電動汽車種類繁多，且用戶在不同的情況下可能會采取不同的充電方式，所以建設充電設施要充分考慮用戶的不同需求，并盡量滿足。

同時，充電設施的建設還要滿足現有的用戶充電量的總需求。用戶充電量的總需求要考慮現有的電動汽車保有量、電動汽車的日均行駛里程以及每單位里程的耗電水平等。

1.2 充電設施要滿足不同充電時間的需要

電動汽車現行充電模式主要包括常規充電、快速充電和機械充電，其充電所需的時間從幾十分鐘到幾個小時不等。在快速充電時，用戶希望電動汽車能夠隨到隨充，需要足夠多的即時充電設備；在常規充電時，充電時間較長，那么需要足夠的停車空間和穩定的充電時長；在機械充電時，電動汽車到達后要先換下用完的蓄電池，需要配備專業的換電人員和換電設備，同時，換下的電池組應該可以在用電低谷時段進行充電，那么就需要足夠大的電池充電和儲存空間。

1.3 充電設施要充分考慮場所和環境條件

電池的充放電工作由于涉及到溶液電阻、電解液濃度差、電化學反應等一系列的物理和化學反應，因而極容易受到充電場所環境條件的影響，如溫度、濕度等。因此，在建設充電設施時，要充分考慮周圍的環境條件。同時也要安裝一些調控設備，監控電池工作時的內部狀態和環境條件。

1.4 充電設施建設要考慮電動汽車未來的發展趨勢和發展空間

在當前階段，大型電動汽車尚未大量普及到普通人們的日常生活中，現在被大量使用的是一種類似于摩托車的小型電動車，因此，現在對民眾開放的主要是小型的充電樁，大型的充電站一般只對國家、企業等開放。然而，根據汽車的未來發展趨勢預測，電動汽車會成為未來人們的主要代步工具，逐漸進入到人們的日常生活中。因此，在建設充電設施時，除了要考慮滿足人們的現有需求外，也要充分考慮電動汽車未來的發展空間，要構建一個長遠的充電設施建設布局網絡。

1.5 充電設施建設要考慮一些特殊因素

電動汽車充電設施的建設除了要考慮以上這些必需因素，還有一些特殊的因素在建設時也應該被考慮進去。例如，現在市場上被廣泛使用的一種電動汽車是老年代步車，因為其用戶主要是老年人，而老年人對于新興的電子設備的接受和使用能力較低，并且有一些老年人身體可能有部分殘疾，那么在建設充電設施時要充分考慮到這類用戶的特殊需求，比如配備專門的人員為這類人群服務等。

1.6 充電設施建設要考慮建設經濟因素

任何基礎設施的建設都要受到建設成本的限制。要建立一個完善的充電設施網絡，除了要考慮滿足用戶的現有需求和未來的發展空間，還要考慮充電站的建設成本、運營成本以及投資回收期等。在滿足以上條件的情況下，建設時要盡可能地降低成本，爭取更大的利益。

2 關于充電基礎設施建設的思考

2.1 充電模式

電動汽車的充電模式影響著其充電基礎設施的建設，根據電動汽車電池組的不同特性，現今主要存在著以下幾種充電模式。

1）常規充電模式。常規充電，也叫普通充電，顧名思義，是一種比較常用的電動汽車充電模式，是指在蓄電池放完電后，立即進行充電的模式。常規充電的充電電流相對較低，充電時間一般較長，正常情況下在5 h-8 h，甚至可能達到10 h-20 h。

2）快速充電模式。快速充電，又稱應急充電，是在非常短的時間內，以較大的電流為電動汽車快速充電的一種充電模式。充電時間一般較短，在20分鐘內就可充到70%-80%的電。

3）機械充電模式。機械充電其實就是換電模式，在電動汽車電池用完之后，直接更換新的充滿電的電池組，換下的電池組可以利用電力低谷時段進行充電，能夠降低充電的成本。

2.2 充電樁

充電樁是一種小型的充電設備，硬件設備和占地面積都比較小，因此其選點布局非常靈活，覆蓋面積也可以很廣泛。到目前為止，我國已經有非常多的城市建設了大量的充電樁。其建設分布比較分散，一般在住宅區、停車場等停車較為集中的地方。endprint

充電樁的充電功率很小，對電網的供電要求也較低。但是一般只能采用普通充電的方式，充電過程緩慢，充電時間較長。因為充電樁的功率較小，一般可以直接接入現有的供電系統，但也極容易收到電力使用高峰和低谷的影響，穩定性相對較差。

在當前電動汽車尚未大量普及的情況下，充電樁的建設具有非常重要的意義，既不占據大量的地理空間，對電網的沖擊也較小，又能夠及時滿足部分用戶的需要。同時，充電樁的操作比較簡單，用戶一般可以自行操作，那么其充電的便捷性和收費情況就比較受到用戶重視。

在未來，為了推進電動汽車的市場化發展，商家在銷售電動汽車時，可以為用戶提供在其住宅區或停車區建設充電樁的服務。這樣既能滿足用戶的需求，也能夠促進電動汽車的市場推廣。當然，在建設時要考慮充電設施的網絡整體布局，也需要供電部門和政府的協助。

2.3 充電站

充電站的規模一般較大，類似于現有的加油站，包括了大量的充電和供電設備。理想中的充電站應該可以提供快充、慢充和換電等多種服務，能夠滿足用戶的各種需求。同時，充電站的建設也應該符合當前市場情況，并能夠適用于電動汽車的長遠發展趨勢和需求。

充電站一般應包括以下子系統。

1）充電系統：包括充電機、充電樁和換電設備等，應該能夠滿足用戶不同的充電需求。充電系統也要配備簡單方便的計費系統，便于用戶使用和查詢。換下來的電池組應該有足夠的充電和儲存空間，可以在用電低谷時段進行充電。

2）供電系統：即配電系統，包括變壓器、配電柜等。供電系統應該能夠為充電站提供穩定的電量供應，同時減少配電站對電網的沖擊。

3）監控系統：除了對充電站的外部環境進行安保監控之外，還要對電池充電的內部過程進行監控。因為在電池充電過程中，溫度等一些環境參數的變化會極大地影響電池的工作效率和使用壽命。

4）濾波系統：動力電池充放電過程中產生的諧波不僅會影響到電池充放電的工作效率，而且會響充放電設備的工作壽命，因此充電站中的濾波裝置非常重要。

5）其他系統：除了以上的子系統之外，充電站還應該有一些其他的系統，例如為客戶提供服務的后勤系統，存放蓄電池的儲存空間，為電池提供檢修服務的維修系統等。甚至還可以在充電站附近建立電動汽車電池的營銷網絡，進一步促進電動汽車的市場化發展。

在當前的情況下，電動汽車尚未普及到普通民眾的生活中，已經建設好的充電站也大部分是面向政府或企業等大型客戶。因此，在現行的充電站建設中，主要考慮的因素是建設的成本問題，希望能夠在滿足需求的情況下盡可能地降低建設成本，如建立在地價比較便宜的偏遠地方等。

而在未來，電動汽車必然會越來越多地走進人們的生活，成為未來人們的主要代步工具，那么以后充電站的建設不僅要考慮到建設成本，更要考慮到對用戶需求的滿足，要盡可能地方便用戶進行充換電業務。

從以上介紹中可發現，雖然電動汽車的充電站功能類似于現有的加油站，但是其提供的服務類型更復雜，占地面積也更廣。未來電動汽車會大范圍普及，也就需要建立更多的充電站，那么關于未來電動汽車充電站的選址布局就是一個值得深入研究的問題。現有的部分研究參考了加油站的建設布局，這是一個很好的思考方向，但是我們在研究中，也要注意到充電站的建設相比于加油站的復雜性，要充分考慮到電網的承載能力和電動汽車的運輸里程等限制，要努力構建出一個既能滿足當下需求，又具有發展空間的充電站布局網絡。

3 結束語

在電動汽車的不同發展階段，配套充電設施的建設重點和主要考慮因素也有所不同。然而，電動汽車成為未來汽車發展的主流趨勢也是毋庸置疑的，因此，在建設充電設施時，除了要考慮當下電動汽車的發展情況，也要對未來的電動汽車市場進行合理的預測，并根據這個預測趨勢進行充電設施的基礎建設，并在電動汽車市場的不斷發展中，對其充電設施的網絡布局進行合理地補充和完善。

參考文獻

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