淺析新能源電動汽車充電樁的選址研究

黃瑜珈　李聰　戴梓源　鄭鵬威

摘 要：隨著新能源汽車的高速發展也勢必帶動新能源汽車充電樁的發展，然而充電樁的建設較為滯后，其建造成本相對較高，占用面積較大。因此，選擇充電樁建造的最優位置，提高充電樁的利用率，對電力用戶和政府都有重要意義。本文就充電樁的選址問題進行相關探討。

關鍵詞：電動汽車 選址問題 充電樁 新能源

Analysis on the Site Selection of Charging Piles for New Energy Electric Vehicles

Huang Yujia，Li Cong，Dai Ziyuan，Zheng Pengwei

Abstract：With the rapid development of new energy vehicles， it is bound to drive the development of charging piles for new energy vehicles. However， the construction of charging piles lags， their construction costs are relatively high， and they occupy a large area. Therefore， choosing the optimal location for the construction of charging piles and increasing the utilization rate of charging piles are of great significance to power users and the government. This article discusses the location of charging piles.

Key words：electric vehicle， location problem， charging pile， new energy

1 引言

汽車作為重要的交通工具，為人們生活帶來便捷和舒適的同時，也帶來了環境污染、能源消耗等負面影響。隨著環境問題的加劇以及公眾對環保問題的重視，大力發展新能源汽車來實現對汽車工業的節能減排勢在必行。近幾年來國家政策的支持，很多公司對于電動汽車生產研發投入的資金和成本也都越來越多。目前，我國的新能源汽車產業發展已初具規模，產業環境不斷優化，給新能源充電樁產業帶來了巨大的機會。對于電動汽車來說，需要解決的問題包括續航及充電等問題，而關于電動汽車充電站的建設及其選址也已成為主要的研究方向，對充電樁進行科學、合理的分布規劃，不僅對于政府能有效減少建設成本，也可以給用戶帶來便捷的充電體驗，進一步促進電動汽車在人們生活中的使用。

2 電動汽車概述

2.1 電動汽車的分類

電動汽車是由動力電池提供能量源的，全部或部分由電動機驅動的機動車。目前，按照動力系統和工作原理的不同，可分為純電動汽車（BEV）、混合動力汽車（HEV）、插電式混合動力汽車（PHEV）和燃料電池電動汽車（FCEV）四種類型。純電動汽車依靠電動機驅動車輛行駛，在行駛過程中不存在大氣污染問題，有著良好的發展前景。純電動汽車的技術相對成熟，且充電簡單，其中純電動汽車的組成包括：電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同，它的基本工作原理為：蓄電池—電能—功率電子裝置—電動機—動力傳動系統—驅動汽車行駛，原理圖見下圖1。

2.2 充電裝置的分類

純電動汽車和插電式混合動力汽車需要為車載儲能裝置補充電力，就是通常說的充電。根據我國GB/T 19596—2004《電動汽車術語》中的定義，電動汽車的充電是指以受控的方式將電能傳輸到電動汽車的蓄電池或其他車載儲能裝置中的過程，這一過程主要通過充電裝置來完成。

傳導式充電裝置分為非車載充電機、車載充電機、交流充電樁、直流充電樁和交直流充電樁等。非車載充電機指安裝在電動車輛外部，將交流電變換成直流電，使用有線連接的方式給汽車充電。車載充電機是指固定在電動汽車上的一種裝置，它將交流電源轉換為直流電源，使用有線連接的方式給汽車充電。交流充電樁是指固定在電動汽車外部并與交流電網相連，為電動汽車提供交流電源的裝置。直流充電樁是固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為動力電池提供直流電源的供電裝置，直流充電可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調整范圍大，一般采用三相四線制交流380V，頻率50Hz，可以實現快充的要求。本文主要討論充電樁這種充電裝置的選址問題。

3 充電樁的選址布局原則

電動汽車充電站的建造相比傳統的燃油汽車加油站來說，建設成本較高。這是由于充電站的規模差異、類型不一等原因決定的。因此，如果充電站規劃的數量或位置不當，不僅造成資浪費，更進一步加重了建造成本。因此充電樁的選址問題具有重要意義，在進行選址布局時要綜合各種因素，讓每一個充電樁得到最大化的利用。

充電站的選址需先了解外因和內因，外因包括地理環境、社會條件、政策因素等;內因包含經濟因素、用戶出行規律、交通流量等因素。可以通過外因確定可選的建站地址，再用內因來進一步排除，最終得出最佳選址地點。在進行充電樁的設計布局可參考以下幾點原則：（1）首要考慮的問題是充電需求問題，前面提到充電樁分為直流充電樁和交流充電樁。所謂直流充電樁：直流電動汽車充電站，俗稱就是“快充”，它。所謂交流充電樁：交流電動汽車充電樁，俗稱就是“慢充”。它們的充電時間和充電功率等條件都不盡相同，因此在建造的難易程度和選址上會有差異。（2）其次，需考慮特定范圍內的供需平衡，充電樁應盡量分布在需求多的地方，基于當地區域的充電需求和交通密度，在考慮遠景規劃的前提下，適量建造充電樁的數量。（3）考慮周圍環境需求，其中包括考慮到充電樁后期運營、安全等問題，充電樁的選址不適合建造在潮濕、高溫、易燃易爆等區域，同時考慮充電樁在選址時要與國家電網緊密結合，保證電動汽車充電的可靠性、電能的質量。（4）因地制宜，盡可能資源最大化利用。可以選擇與公共設施或者交通樞紐聯系起來，例如停車場、公交站、火車站等;考慮到利民便民，例如一些大型購物中心或者住宅小區的停車場等人流量密集的地區也可以作為選址范圍。這樣不僅充分利用了土地資源，也做到了便利性。

4 充電樁行業的發展運營

4.1 充電樁行業發展優勢

汽車作為重要的交通工具，人們的生活早已離不開它，需求量日益增加。目前，我國的新能源汽車產業的快速發展也給新能源充電樁產業帶來了潛在的機會，而城市中新能源充電樁不可用、存在安全隱患、利用率低等問題亟待解決。如果能夠對充電樁進行科學、合理的布局，就可以給用戶帶來便捷的充電體驗，也可以為政府和企業降低建設成本;國家層面，現已把新能源汽車充電樁列入“新基建”的產業方向中，為的就是打造一個節約高效、經濟適用、智能綠色、安全可靠的現代化基礎設施體系，助力我國在未來科技領域取得領先地位。國家對新能源汽車和地方充電設施有著補貼政策，而工信部等四部委明確未來“補貼將從新能源汽車購置轉向充電基礎設施建設”，這些措施都推動了新能源汽車及其充電基礎設施的建設，同時也將帶動了新能源充電樁行業的高速發展。

由此可見，不管是新能源汽車行業還是國家政策支持方面來看，新能源充電樁及相關產業的前景廣闊。

4.2 充電樁選址市場規劃

當前，我國新能源汽車增量還再以爆炸式的速度增長，而現有的充電設施規模遠遠無法滿足未來新能源汽車的發展需求。從市場角度來看，“新基建”這一概念出來以后，其上下游相關產業發展得特別好，帶動經濟下市場的發展，未來新能源充電樁市場仍有很大的發展潛力。

作為在充電樁行業的選址角度看具有良好的市場前景：（1）與地方政府合作。根據不同地方的偏僻程度、用戶用量等的不同進行數據分析，給政府提供充電樁分地區使用，給出具體實施方案;政府再出臺相關的政策，讓用戶錯峰使用充電樁，使充電樁的使用效率達到最大化，可減緩充電樁不足的壓力。（2）與充電樁運營商合作。對于公共充電樁利用率低，“僵尸樁”和“一樁難求”等問題，運營商持續虧損，建樁積極性弱。而我們可以根據各地用戶需求，通過選址的優化，得出最優位置，打破有車無樁的局面，增加運營商利潤。（3）與小區物業合作。對于私人充電樁的選址，通過與小區物業合作。通過選址位置經過優化，可以降低運行成本，從而也降低了用戶的充電成本，在滿足用戶的需求的同時，也使小區物業利潤最大化。

5 結語

在國家重點發展的七大“新基建”中，新能源汽車充電樁憑借萬億元市場潛力備受關注。本文對電動汽車進行了簡單的闡述，分析了充電樁的選址布局原則和行業的發展運營情況。中國新能源汽車市場前景向好，也將會帶動充電樁行業的快速發展。隨著充電站的建設，充電樁合理的位置選擇，我國新能源汽車與充電樁保有量的配比也逐步趨于合理。

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