新能源車輛充電設施規模預測與點位布局方法研究

摘要 發展新能源汽車產業既是應對全球氣候變化的關鍵舉措，也是國家應對世界能源問題的重大戰略要求。新能源汽車充電基礎設施規劃類似于20世紀加油加氣站的布局，是支撐新能源車輛普及和健康發展的重要保障。該研究結合全國及上海市相關政策解讀，在新能源車輛充電設施規模預測和點位布局的關鍵技術研究過程中，創新性引入了基本泊位和出行泊位概念和指標參考，為相關地區推進新能源車輛充電設施建設提供借鑒參考。

關鍵詞 新能源汽車；充電設施；新基建；電動汽車

中圖分類號 U491.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0031-03

0 引言

氣候變化和能源問題是當前突出的全球性挑戰，事關國際社會共同利益，也關系地球未來。發展新能源汽車產業尤其是電動汽車產業，已成為我國解決汽車產業發展與環境能源問題的重要手段之一，由此建設新能源汽車充電樁也成為國家“新基建”戰略的重要組成部分，是實現節能減排、助力交通運輸行業早日實現“碳達峰”的重要發展途徑。上海市用車規模高、空間尺度大、產業基礎好，作為新能源汽車發展的政策探索區域和重要建設載體，有必要率先啟動充電設施的規劃布局和建設。

1 行業政策背景

發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。純電驅動戰略已成為我國新能源汽車發展主要方向，對新能源汽車充電場站、停車場建設提出了新的要求。2015年國務院辦公廳、發改委、能源局、工信部和住建部等部門發文要求加快電動汽車充電基礎設施建設[1-2]。其后出臺多項細則和要求，2023年國務院辦公廳對充電基礎設施建設作出了具體部署，要求到2030年，基本建成覆蓋廣泛、規模適度、結構合理、功能完善的高質量充電基礎設施體系，有力支撐新能源汽車產業發展，有效滿足人民群眾出行充電需求[3]。

上海市自2015年開始研究電動汽車充電設施布局與管理模式，2016年上海市交通委組織編制并發布《上海市電動汽車充電基礎設施專項規劃（2016—2020年）》，用于指導全市新能源發展及設施規劃。2022年1月，市政府辦公廳印發《關于本市進一步推動充換電基礎設施建設的實施意見》，明確到2025年，滿足125萬輛以上電動汽車的充電需求，全市車樁比不高于2∶1；建立以信息高水平互聯互通、智能技術標準體系完善、建設運營管理機制健全、統一有序惠及民生為特色的新型充換電基礎設施體系[4]。為積極響應國家及上海市新能源發展推廣號召，保障新能源車輛發展及使用需求，各區紛紛開展新能源車輛充電設施建設規劃，明確“十四五”后期建設任務以及中遠期規劃方案。

2 上海新能源汽車充電設施規劃的困境

上海作為新能源汽車發展領先城市，至2024年4月，根據市充換電設施公共數據采集與監測平臺，已有公用樁126 143個，專用樁84 794個，私人樁總數552 666個，按照2023年底上海新能源汽車保有量128.8萬輛估算，上海的車樁比為1.69∶1，已達到2025年近期發展要求，新能源汽車停車主要依靠私人樁解決，公共充電樁的發展存在以下問題：

（1）新能源汽車公共充電樁設施建設現狀以政府、企業的模式探索、示范試驗為主，缺乏明確導向和整體布局。設施規模測算及點位布局尚未形成可以指導未來發展的整體謀劃方向，因而造成分布不均衡等問題。目前上海公共充電樁呈現出中心城區較為密集，郊區和遠郊地區充電設施相對較少的布局，對于郊區新能源電車使用推廣作用有限。

（2）近年來公共服務用地的公共場地充電設施布局發展迅速，但與新能源汽車使用需求仍存在距離，充電設施使用效率不高、充電設施被占用等問題仍比較突出。公共場地充電設施主要以慢充為主，快充設施較少，影響充電效率。公共停車場上充電停車位與燃油車停車需求的矛盾仍較為普遍，由于中心城區停車空間緊張，充電停車空間僅為新能源汽車使用，造成了燃油車停車位的減少，而燃油車的占用行為也易激化停車充電矛盾，充電設施空間的布局需尋求解決路徑。此外，部分企業在公共場地自建專用快充設施，雖然提高了用戶的品牌體驗，但也同時造成了設施共享使用不足、忙閑不均的情況，反而進一步加劇了資源浪費。

（3）規劃單獨的停車充電場地是居住小區私人樁、公共服務用地的公共樁的重要補充，但由于中心城區用地較為緊張，獨立用地大多難以保障。同時，由于建設、運營、維護相關責任主體不明確、規范和標準缺乏、后期收費和商業模式不成熟等原因，相關單位建設和經營積極性較低，獨立用地的停車充電場所則以專用樁為主，較少參與到為公眾提供服務中[5]。

（4）老舊住宅小區內的公共場地共享充電設施發展緩慢。2010年之前的住宅小區戶均停車位一般不足0.5，有的小區甚至低于0.3，安裝共享充電樁存在將臨時停車位變為新能源汽車群體的專用停車位的嫌疑，與現行的《上海市住宅物業管理區域機動車停放管理規定》（2021年10月）相悖。此外，老舊小區共享充電設施建設還受制于區域充配電網的空間容量余地[6]。

基于車輛性能、出行需求以及城市路網空間特征的充電設施統籌規劃能一定程度上彌補當前發展階段的建設失當、布局無序等問題，該文建議可以從規模預測和布局統籌兩方面開展規劃工作。

3 充電設施規模預測方法

新能源車輛充電設施規模預測是規劃建設工作的關鍵，結合全國及上海市相關區域課題調研，基于片區公交、社會車輛使用特征和既有充電設施充電特征，可以提煉公交車輛和社會車輛的充電設施規模預測方法。

（1）公交車輛充電配置宜“一車一位”，采用“夜間充電、白天補電”的模式

依據諶微微等[7]、顧天奇等[8]、王雨璇等[9]、胡水燕等[10]對重慶、蘇州、南京、南昌等城市的研究，以及對上海新能源汽車充電設施的走訪調查，新能源公交車電池容量與其續航里程大致呈現出一定的對應關系，即當電池容量為300度時，車輛可以完成大約250 km的無空調續航里程或200 km的有空調續航里程。依據新能源公交車日運營里程指標（表1），以200 km為分類閾值，相應可提出不同運營里程下的車輛充電模式。當公交日運行里程超過200 km，車輛宜采取“夜間充電、白天補電”的充電方式。夜間充電可充分利用夜間用電低谷時段的充電低電費價格優勢，當充電樁功率為60 kW時，充電時長約需4.5 h，公交車夜間停運時間一般均大于4.5 h，因此夜間時段車輛可充滿電，考慮白天電量消耗和場站內充電資源充分利用，白天時段車輛僅補電需進場/站充電。當公交車日運行里程低于200 km，僅夜間充電即可滿足車輛充電需求。根據充電模式，充電設施規?？上鄳捎谩耙卉囈晃弧钡呐渲盟悸罚ＷC充電車位規模與車輛規模相一致?？紤]公交場站用地緊張的現實狀況，以及白天部分較長運營里程公交車輛的補電需求，一般采用“一機兩充”的設施配置模式。

（2）社會車輛：基于基本泊位、出行泊位停車特征，分類預測設施規模

社會車輛充電模式一般采用交流慢充、直流快充、電池更換技術，其各有優缺點（表2）。對社會車輛充電設施規劃時，一般根據基本泊位、出行泊位兩大類別，來對充電停車位總規模分類預測。其中基本泊位是保障車輛日?；就＼囆枨?，主要指各類住宅的配建停車位；出行泊位是指滿足車輛出行時車輛臨時停放需求的停車位，主要指各類公共場所周邊的配套停車位?；静次唤ㄗh樁車比按照高配置自用/共用充電樁設施，并結合夜間用電低谷時段，采用自用慢充為主（充電時長6～8 h）的充電方式，提高資源利用效率。出行泊位停放時間隨機性大，一般充電設施自（專）用為主、公用為輔，宜采用公用充電設施快慢充相結合的充電方式。如商業區車輛停車時間1～4 h不等，采用快充方式0.5～2 h即可滿足其充電需求，其他業態充電方式選擇以此類推。

根據以上方法，以2020年上海市青浦區充電樁設施情況為基礎，對新能源公交車輛與社會車輛充電設施進行預測：公交車輛2035年達到900輛，按照“一機兩充”模式，充電槍需達到450個；社會車輛可達42.4萬輛，根據居民出行方式，出行泊位需求系數為0.35，泊位預測為14.84萬個。

在預測基礎上，對2035年青浦區新能源公交車輛場站進行規劃，將建成13個公交停保場或樞紐站，共配置停車位872個，充電槍776個（表3），其中，城區與西翼充電槍658個，可滿足區域需求；東翼充電槍118個，缺口140個，建議統籌西虹橋國家展覽中心和國際會展中心附近設施。對社會車輛充電設施按照一類地區（虹橋主城）、二類地區（青浦新城）、三類地區及非建成區進行分區管控。

4 充電設施規劃布局建議

在新能源車輛充電設施布局規劃方面，公交車輛與社會車輛的布局原則和方法表現出較大差異，充電設施建設應分片區、分階段有序推進。

（1）公交車輛：按照不同區域公交線路特征，差別化匹配充電設施

為保障片區公交車輛充電設施資源高效利用，推進充電樁設施配置分階段分步實施，可將片區公交線路按照新城公交、鎮間公交和鎮內公交進行分類，差別化匹配相應充電場所。如針對五大新城范圍的公交，基于線路兩端首末站區位，篩選出距離任意一端首末站最近的公交充電停保場為車輛充電場所。針對鎮間公交，基于線路兩端首末站區位，優先選擇距離任意一端最近的公交充電停保場，若兩端附近的停保場用地均較緊張，則可綜合考慮距離、費用、充電效率、設施利用率等因素，在線路兩端首末站所屬區域范圍內篩選合適的公交充電停保場。針對鎮內公交，優先選擇鎮內的公交充電停保場即可。

（2）社會車輛：結合新能源車輛發展規模、片區服務可達性布局充電設施

建成區（面狀區域）商業、文旅、公建等公共停車場多為獨立用地，場地平整連片，社會車輛充電樁規模建議依據當地新能源車輛發展規模加以預測，非建成區公共充電站的建設需求多集中于高快速路等道路沿線（線狀區域）。如高快速路沿線可按每100 km設置一對公共充電站；其他等級道路配建分布密度可借鑒加油站設置標準，并宜結合加油站綜合建設。

5 設施建設時序建議

區域車輛充電設施發展水平參差不齊，現狀充電樁設施資源不足而新建項目經費有限，決定了新能源車輛充電設施建設計劃必須分步驟、分重點有序推進。近期建設應以“主城區自給自足、其他片區資源共享”為原則制定各類充電設施建設計劃，中遠期隨著充電設施資源規模的逐步擴大，可結合資源共享利用水平與需求迫切程度統籌安排，逐步實現“分片區自給自足”的理想狀態。

6 小結

該文依據上海市相關規劃，以相關區域新能源車輛充電設施建設調研為基礎，針對新能源公交車輛和社會車輛充電設施，提煉總結了基本泊位、出行泊位與停車場充電樁的量化建設指標，并首次提出了分車種、區域性、差別化的充電設施規模預測方法和充電規劃方案，研究方法和思路可以為其他城市和地區推進新能源車輛設施規劃建設工作提供借鑒參考。

參考文獻

[1]中華人民共和國中央人民政府.國務院辦公廳關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見[EB/OL].（2015-9-29）.

[2]中華人民共和國中央人民政府.國家發展改革委、能源局、工信部和住建部聯合發布《電動汽車充電基礎設施發展指南（2015-2020年）》[EB/OL].（2015-10-9）.

[3]新華網.國務院辦公廳印發《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》[EB/OL].（2023-6-19）.

[4]上海市交通委員會.上海市電動汽車充電設施建設管理暫行規定[EB/OL].（2015-7-24）.

[5]姚瑤.上海市新能源汽車充電設施建設問題研究[J].交通與港航，2015（4）：46-50.

[6]新民晚報.“成長的煩惱”，上海新能源車充電樁調查[EB/OL].（2022-1-11）.

[7]諶微微，許茂增，邢青松.考慮續航能力的新能源汽車充電站遞階延時布局研究[J].交通運輸系統工程與信息，2020（6）：156-162.

[8]顧天奇，劉雨承，祝海榮，等.新能源公交充電場站的區域供需平衡模型[J].交通與運輸，2021（5）：76-80.

[9]王雨璇，夏亮.基于POI數據的新能源汽車公共充電設施空間布局優化研究——以南京中心城區為例[J].建設科技，2022（Z1）：93-97.

[10]胡水燕，羅侃，張妍娟，等.南昌市新能源汽車充電設施布局規劃研究[J].綜合運輸，2022（12）：155-162.

收稿日期：2024-04-25

作者簡介：趙昀（1980—），男，碩士，高級規劃師，研究方向：交通規劃、城市新基建、城市更新。