衛(wèi)建榮 袁慶民 賈志云 陳 磊 西安特銳德智能充電科技有限公司

?

新能源電動(dòng)汽車充電站發(fā)展趨勢(shì)探討

衛(wèi)建榮 袁慶民 賈志云 陳 磊 西安特銳德智能充電科技有限公司

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

新能源；電動(dòng)汽車充電站；發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展我國(guó)對(duì)不可再生能源的消耗量快速增加，尋找合適的可再生能源成為目前我國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。目前汽車行駛過程中的動(dòng)力主要由石油提供，造成大量尾氣被排放到空氣中，這也是現(xiàn)如今我國(guó)頻繁爆發(fā)霧霾天氣的原因之一。解決環(huán)境與能源矛盾的方法就是發(fā)展情節(jié)可再生能源，而電動(dòng)汽車這種利用電能給自身提供動(dòng)力的交通工具逐步進(jìn)入到人們視野中。但發(fā)電過程依然需要利用不可再生能源-煤炭，電量需求量變大，依然會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，開發(fā)利用可再生清潔能源成為眼下急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。

1.新能源電動(dòng)汽車充電站現(xiàn)狀

油價(jià)波動(dòng)及節(jié)能環(huán)保形勢(shì)的需要，汽車產(chǎn)業(yè)一直在尋求新的清潔能源，目前研究成果主要如下所示。

1.1電池技術(shù)現(xiàn)狀

電池作為電動(dòng)汽車的重要構(gòu)成部分，其續(xù)航能力、充電時(shí)間及使用壽命直接影響到電動(dòng)汽車的使用及推廣。眼下市場(chǎng)中的電動(dòng)汽車的電池主要有三種：鉛酸電池、鎳氫電池及鋰離子電池。但這三種電池都存在一些不足的地方，首先鉛酸電池成本較低，但本身續(xù)航能力較弱且體積較大，因此只適合短距離營(yíng)運(yùn)的公共汽車或觀光車；其次鎳氫電池雖說比功率及比能量較高，電池性能良好，但鎳及鈷本身就屬于貴金屬，大量使用無疑會(huì)增加成本，并不具備推廣價(jià)值［1］；最后，鋰離子電池性能最為良好，經(jīng)過測(cè)算得知，同質(zhì)量的鋰離子電池電量是鉛酸電池的5倍，鎳氫電池的2倍。但價(jià)格偏貴，技術(shù)不是很完善限制了鋰離子電池的使用，因此還需要進(jìn)一步開發(fā)性能更為良好的電池。

1.2運(yùn)行模式現(xiàn)狀

電動(dòng)汽車動(dòng)力來源于儲(chǔ)能電池，可以將其充電過程看作隨機(jī)性的負(fù)荷、放電過程則為一個(gè)可以移動(dòng)的電源，也就是常說的V2G模式。電動(dòng)汽車充電過程，本身受到控制策略及動(dòng)力電池特性的影響，這個(gè)過程中電動(dòng)汽車就是一個(gè)大電流、低電壓的負(fù)荷。實(shí)際中電動(dòng)汽車充電模式有三種：慢充、快充及快換方式。慢充方式主要應(yīng)用于續(xù)航能力大的電動(dòng)汽車，這種充電模式通常會(huì)利用夜間停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行，不會(huì)耽誤電動(dòng)汽車的正常應(yīng)運(yùn)；快充方式針對(duì)那些續(xù)航能力中等的電動(dòng)汽車，但快速充電電流沖擊較大，通常只用于標(biāo)準(zhǔn)充電站；快換方式則是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的電池組，但這種模式在自動(dòng)充電站不適合使用，只能應(yīng)用于有人職守的充電站。

1.3充電站現(xiàn)狀

我國(guó)電動(dòng)汽車充電站數(shù)量偏少，造成實(shí)際中出現(xiàn)充電困難等情況，嚴(yán)重阻礙電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展壯大。電動(dòng)汽車充電站在選址過程中需要考慮到很多因素，比如電網(wǎng)負(fù)荷與結(jié)構(gòu)、交通便利與否、自然環(huán)境等。因此實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要識(shí)別這些影響因素，再綜合考慮后制定可行的設(shè)計(jì)方案。新能源電動(dòng)汽車充電站作為一種新的城市公共設(shè)施，需要保證其基本的安全可靠性、充電站的多元功能性等。

1.4充電站的分類

電動(dòng)汽車種類不同充電方式也存在差別，通常情況下根據(jù)充電方式的差別將充電設(shè)施分成三種：充電樁、充電站與換電站。充電樁體積較小，建設(shè)簡(jiǎn)單，成本較低，一般情況下給電動(dòng)車輛提供交流充電電源，用于鄉(xiāng)村家庭、野外公路等；相比于充電樁的小巧靈便，充電站需要占據(jù)較大的面積，本身由多臺(tái)充電機(jī)與充電樁構(gòu)成，具備多種充電方式，可以給不同的電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電狀態(tài)等；最后的電池更換站主要提供拆卸、安裝電池的設(shè)備，相比于前兩者，電池?fù)Q電站本身具有較強(qiáng)的專業(yè)性，可以有效縮短電池更換時(shí)間，同時(shí)占地面積沒有充電站大等特點(diǎn)。實(shí)際中建設(shè)充電站的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的類型，充分滿足社會(huì)需要，發(fā)揮充電站公共服務(wù)的作用［2］。

2.新能源電動(dòng)汽車充電站發(fā)展趨勢(shì)分析

新能源電動(dòng)汽車是汽車行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，這是能源及環(huán)保雙重壓力下的必然。“十二五”是我國(guó)新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，這個(gè)時(shí)期全社會(huì)出現(xiàn)大量的新能源客車、小型電動(dòng)車等?！笆濉逼陂g也就是在今年起，國(guó)家將大力普及新能源汽車、多能源混合動(dòng)力車［3］。電動(dòng)轎車、氫燃料電池轎車將會(huì)在民眾普及，這樣背景下電動(dòng)汽車充電站這種配套設(shè)備將迎來新的發(fā)展。2010年到2013年三年間，我國(guó)充電站從原有的90座快速攀升至619座，增長(zhǎng)率達(dá)到恐怖的89%，充電樁數(shù)量也從1129增長(zhǎng)至22628個(gè)，年復(fù)合增長(zhǎng)率近200%［4］。我國(guó)新能源汽車示范推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是充電設(shè)施的建設(shè)，得益于國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車的大力推廣，新能源電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)行業(yè)將迎來一個(gè)新的爆發(fā)期。在這之前，受到電動(dòng)汽車數(shù)量及規(guī)模的限制，加上充電設(shè)施建設(shè)過程中需要大量資金投入，短時(shí)間內(nèi)得不到明顯效益回報(bào)，因此充電設(shè)施建設(shè)數(shù)量較少。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)［4］，截至2014年底，我國(guó)共建設(shè)完成充電站823個(gè)、充電樁3.8萬個(gè)。而2014年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量已達(dá)9.39萬輛，充電設(shè)施供需之間的矛盾日益突出。但在2015年，全國(guó)計(jì)劃建成的充電站數(shù)量達(dá)到了2549個(gè)，而計(jì)劃建成充電樁的數(shù)量更是達(dá)到了34萬個(gè)，相比于14年，有了近20倍的增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)充分說明在未來時(shí)間里，新能源電動(dòng)汽車充電站具有良好的市場(chǎng)空間。相關(guān)研究人員應(yīng)該做好設(shè)計(jì)及建設(shè)水平的研究工作，有效促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步發(fā)展。

3結(jié)語

新能源電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)行業(yè)市場(chǎng)前景良好，有必要做好相關(guān)研究工作，因此本文中筆者分析目前電動(dòng)汽車電池儲(chǔ)能能力，介紹運(yùn)營(yíng)模式及充電站類型，最后對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行展望。希望通過本文的研究可以給同行提供一定的借鑒，促進(jìn)電動(dòng)汽車充電站建設(shè)水平提高。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張里；張劼.面向電動(dòng)汽車充電站的智能主動(dòng)型均衡控制研究［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2016（04）：34.

［2］李淵博；蔣鐵錚；陳家俊.采用超效率DEA的電動(dòng)汽車充電站多目標(biāo)規(guī)劃［J］.電源技術(shù).2016（04）：78.

［3］葛少云；李榮；韓??；劉洪；李騰；連恒輝.考慮電動(dòng)出租車隨機(jī)概率行為特性的充電站規(guī)劃［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2016（04）：24.

［4］2014-2015年中國(guó)電動(dòng)汽車充電站及充電樁市場(chǎng)研究報(bào)告.水木清華研究報(bào)告.2015.

近些年我國(guó)生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，這對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)提出更高的節(jié)能環(huán)保要求。電動(dòng)汽車就這樣被提了出來，但單純的利用電能給電動(dòng)汽車充電節(jié)能效果有限，因此有必要開發(fā)利用新能源才能切實(shí)發(fā)揮電動(dòng)汽車節(jié)能環(huán)保的作用。本文中筆者從電動(dòng)汽車本身構(gòu)成為出發(fā)點(diǎn)，分析新能源技術(shù)在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用，最后對(duì)新能源電動(dòng)汽車充電站市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。