我國北方高寒地區電動汽車充電基礎設施規劃研究
——以呼倫貝爾市海拉爾區為例

蘇雅拉圖 韓東濤

(呼倫貝爾學院 內蒙古 海拉爾 021008)

引言

隨著世界環境污染和能源危機日益加劇。新能源汽車替代傳統燃料汽車將成為汽車工業新的發展方向，電動汽車作為典型的新能源汽車將以其綠色能源、零排放的優點得到大力的推廣和應用。合理解決電動汽車動力電池充電問題是加快電動汽車發展的重要途徑。為避免充電設施數量不足和盲目擴大建設造成資源浪費等現象，必須對充電基礎設施的建設進行合理的規劃和建設。

2015年9月由國務院辦公廳印發了《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》，同年10月，國家發改委、國家能源局、工信部和住建部聯合發布了《電動汽車充電基礎設施發展(2015年～2020年)》[1]，提出要加強充電基礎設施建設專項規劃設計和指導，對推進電動汽車的發展、合理進行電動汽車充電基礎設施建設具有重要的意義。

電動汽車的全面健康發展，除了其自身技術的發展與突破之外，很大程度取決于具有完善的充電基礎設施做為保障。完善的充電基礎設施是影響和制約其發展的重要因素。目前，我國充電基礎設施存在著地區區域氣候影響較大、電動汽車規格不統一、充電網絡及其職能化發展慢等不利因素[2]。其中我國北方冬季氣溫較低，對電動汽車電池的低溫特性要求較高，如何解決動力電池自身的超低溫放電特性是制約北方電動汽車發展的重要因素，這也決定了我國北方充電基礎設施的規劃和建設有別于其它地區。合理的規劃和布局充電基礎設施將是推進電動汽車在我國北方地區發展的關鍵因素之一。

1 國內外電動汽車充電基礎設施發展進展

1.1 國外發展現狀

國外電動汽車基礎設施建設發展較全面，如德國計劃到2020年新增10000個交流充電樁、5000個直流快速充電樁，其充電設施具有便攜化、多樣化的特點，柏林將近1000個傳統路燈上安裝了即插即用的汽車充電樁點；美國的電動汽車充電基礎設施建設主要以大力推廣個人充電樁為主，其充電樁數量已經達到54000樁以上；日本計劃在2020年以前全國建成200萬個普通充電樁、5000個快速充電站，預在高速公路建設100座電動汽車充電站[3]。

國外高寒地區以挪威為例，2020年止，挪威電動汽車市場份額可占到80%，全電動汽車達到65%[3]，主要取決于其車載電池耐低溫技術及其充電設施建設的發展。經測試，電動汽車寒冷天氣下平均損失了其官方續航里程的18.5%。其中現代科納，它僅損失了9%的續駛里程，它提供了405km的續航能力[4]。

1.2 國內發展現狀

我國充電基礎設施建設快速發展主要集中在華北、華南地區，北方地區充電基礎設施建設發展相對較慢，其中制約北方地區發展新能源汽車及充電基礎設施發展的困局主要有：電池技術難題、充電樁建設及傳統能源優勢等三個方面，而受冬季低溫影響的電池效率下降的電池技術問題是制約其發展的主要原因[5]。如何推進我國北方高寒地區充電基礎設施規劃建設問題也將是我們面臨的問題之一；如何更加有效的推動提升充電設施產品質量和技術水平、提升充電設施運營水平、優化布局充電設施建設、強化充電設施電力接入保障、提升充電互聯互通水平、完善標準體系建設、推進商業模式創新，進一步完善各項政策措施都將是我們急需解決的問題[6]。例如吉林省就針對電池低溫技術瓶頸、充電基礎設施發展重視程度不足、充電基礎設施的使用率較低等問題提出了充電基礎設施規劃與建設應遵循科學高效原則,與區域總體規劃和路網規劃相協調,與電動汽車泊車的時空分布基本匹配的規劃建議[7]。

2 現階段呼倫貝爾市海拉爾區電動汽車充電基礎設施不足及改進措施

呼倫貝爾市海拉爾區地處我國北方，冬季當地最低平均氣溫可達-35℃左右，對電動汽車動力電池及其充電設施的使用有著更加特殊的要求。因此如何提高冬季低溫環境下動力電池的充電效率、如何更加有效的提高充電基礎設施的使用效率、如何科學合理的進行充電基礎設施建設等問題尤為凸顯[8]。

受冬季環境溫度影響，目前呼倫貝爾市海拉爾區電動汽車的數量及容量相對較少，HEV及BEV的使用發展和提升空間很大。電動汽車的充電方式主要集中使用家庭式慢充方式為主，公共充電樁站相對比較少；出租車領域使用液化石油氣為燃料的乘用車比較普遍。其充電基礎設施不足主要體現在：呼倫貝爾市海拉爾區城區充電基礎設施建設規劃單一且起步晚、充電樁站相對分散不集中，而且標準不統一、適合電動汽車充電的大型集中充電場所不足、城市建設包括充電設施網絡建設政策規劃與充電基礎設施建設需統一協調、適應電動汽車發展體系標準化建設不足等諸多方面[9]。

換電站與充電站相結合同時積極推進燃料電池加注站建設的規劃策略將是在一定程度上解決這一問題的有效措施。同時根據城市道路、市政設施及交通狀況的實際情況，建設適合低溫環境下使用的充電設施，并進行室內與室外布置的合理規劃，既要防止充電設備不足、效率低，又要防止無計劃建設造成浪費閑置等問題。在大力建設公共充電設施的同時，鼓勵和支持居民私人充電樁和單位內部充電設施建設和共享應用。同時加強政策規劃與監管制度，完善技術保障制度，簡化規劃建設審批程序。通過實現多元化的充電方式，實現資源利用的最大化。

3 對于呼倫貝爾市海拉爾區未來電動汽車充電設施規劃的建議

呼倫貝爾市海拉爾區未來充電設施應優先發展以河東、河西、新區商業辦公區域集中、道路交通便利、市政設施完備、居民居住密度較大、對充電設施需求量大為主。但由于部分地區屬于老城區，設施的加裝改造、占地等方面難點較大。因此，對充電設施的規劃布置應以公共充電基礎設施為主，私人充電樁共享，小區內公共充電樁的建設將成為公共充電設施網絡為輔的原則進行規劃。同時冬季“以換為主、以充為輔、充換互補”的方式進行規劃。其中強調電動汽車換電站為冬季主要補充電量方式。

本文以呼倫貝爾市海拉爾區河東區學府路、根河路、勝利大街、海拉爾大街圍成區域為例進行局部分布規劃加以說明。其中學府路、根河路、勝利大街、海拉爾大街人口分布密集，公共交通便利，居住、商業、辦公集中，處于城鄉結合部位，具有典型代表性。以點帶面，使用相同策略和規劃方式可進行充電設施的合理布局。

3.1 大學、居民小區、中小學、企業、醫院、購物中心、政府辦公地等地點按照“快充為主、高效換裝、專場專用、周邊配套、點對點設站、專線出入”等原則。

3.2 按照換充電相結合的辦法布置，冬季以快捷室內換電為主。并以海拉爾區區域為例，在海拉爾大街與學府路交匯口周邊、海拉爾大街與滿洲里路交匯口周邊、勝利大街與滿洲里路交匯口周邊、勝利大街與學府路交匯口周邊、和平大街與學府路交匯附近及和平大街與根河路交匯附近設立三個對置布置的地上室內或地下可同時進行10輛～15輛車輛進行快速更換電池的換電站6座。采用公共工作人員換電為主，自助式刷卡開門自助換電為輔相結合的方法。

3.3與商業中心、大型開發建筑如東山機場、交通樞紐、大型企業專用停車場等合建布設公共換電站5座，設置汽車充電樁200個左右，主要集中在機場路、龍鳳新天地購物中心、市醫院等區域，主要服務出租車、專用車、私家車及其他車輛，滿足居民上班、購物、游玩等彈性出行時的充電需求，并盡量開通充電出入專用通道，避免發生交通擁堵。對于交通擁擠的道路及周邊，可采用上下層停車設施與短時停車限時方式相結合的管理辦法。同時結合車輛電池加熱倉的方式輔助快速高效充電。例如，根據居民彈性出行預測需求，在機場大街龍鳳家園路周邊停車需求及停車泊位分布情況，規劃設置10個～20個電動汽車充電樁，成吉思汗廣場周邊共設置20個～25個電動汽車充電樁，呼倫貝爾學院等停車設施設置20個～30個電動車充電樁；勝利大街龍鳳購物中心周邊共設置15個～20個電動汽車充電樁，第五中學及勝利市場周邊共設置20個～30個電動汽車充電樁；結合學府路龍鳳學府花園及周邊區域規劃設置10個～15個電動汽車充電樁。結合滿洲里路綠波小區及周邊區域規劃設置10個～15 個電動汽車充電樁。結合學府路學府佳苑及周邊區域規劃設置5個～10個電動汽車充電樁。如圖1所示。

圖1 海拉爾區域充電樁、換電站規劃分布圖

結語

我國北方高寒地區具有冬季氣溫較低、地域跨度大等典型氣候地域特點，本文通過分析呼倫貝爾市海拉爾區充電基礎設施建設現狀及發展規劃，以點帶面。結合并借鑒國內外電動汽車充電基礎設施規劃建設的經驗，提出了冬季“以換為主，慢充為補，快充為輔”；夏季“慢充為主，快充為補，換電為輔”的分區配置、分類應對的策略原則，并通過換電站、快充電樁、慢充電樁的合理布局，基本形成了較合理的充電基礎設施布局。尤其在燃料電池汽車基礎設施建設方面需進一步加大力度，以探索更加適合我國高寒地區發展的新能源汽車類型及其基礎設施建設方案。其次，對呼倫貝爾市海拉爾區電動汽車推廣使用提供可靠的設施保障，并為我國北方高寒地區發展充電基礎設施合理布局提供重要的參考依據。