劉輝

摘 要：近年來(lái)電動(dòng)汽車逐漸受到了人們的歡迎，市場(chǎng)的保有量在穩(wěn)步提升，有必要加強(qiáng)電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)，保證電動(dòng)汽車能夠安全方便進(jìn)行充電。電動(dòng)汽車充電站的布點(diǎn)過(guò)程中會(huì)面臨一定的困難，本文對(duì)電動(dòng)汽車充電站的布局問(wèn)題方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;充電站;布點(diǎn);優(yōu)化布局

1 引言

隨著能源形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，發(fā)展新能源是今后能源行業(yè)的重要發(fā)展方向，采用電動(dòng)汽車可以降低傳統(tǒng)化石能源的消耗，目前國(guó)家也正大力推廣充電站建設(shè)。但電動(dòng)汽車充電站在推廣的過(guò)程中可能會(huì)面臨一定的困難，由于對(duì)充電車的認(rèn)知度低，不太愿意接受充電車，但社會(huì)趨勢(shì)是要用充電車取代燃油車，因此需要分析電動(dòng)汽車充電站的布點(diǎn)選擇及管理。

2 電動(dòng)汽車充電站發(fā)展的背景

隨著傳統(tǒng)化石能源的形勢(shì)日益嚴(yán)峻，發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)是今后重要的發(fā)展趨勢(shì)，目前已經(jīng)有較大規(guī)模的電動(dòng)汽車充電站投入到實(shí)際的運(yùn)行中。隨著電動(dòng)汽車迅猛發(fā)展，建設(shè)充電站將具有較大的市場(chǎng)[1]。在對(duì)電動(dòng)汽車充電站的布局方面，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐碾妱?dòng)汽車的實(shí)際情況，綜合考慮確定電動(dòng)汽車充電站的具體布局。在高速公路、停車場(chǎng)等地方，都可以配套建設(shè)一定規(guī)模的電動(dòng)汽車充電站，滿足電動(dòng)汽車用戶對(duì)充電的需求。在建設(shè)電動(dòng)汽車充電站時(shí)，需要考慮的因素較多，包括當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源、線路的容量和電動(dòng)汽車的充電需求等，這需要城市規(guī)劃部門、交通部門以及供電企業(yè)共同加以協(xié)調(diào)解決。

3 電動(dòng)汽車充電站

3.1 電動(dòng)汽車充電站的特點(diǎn)

隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，需要建設(shè)一定量配套的電動(dòng)汽車充電站，以滿足電動(dòng)汽車在日常行駛過(guò)程中的充電要求。建設(shè)電動(dòng)汽車充電站時(shí)，應(yīng)提供不同的充電方式和充電接口，滿足不同類型的電動(dòng)汽車的充電需求。一般而言，按照充電方式的不同，可以將電動(dòng)汽車分為交流充電站、直流充電站。對(duì)于交流充電站，其充電的速度相當(dāng)較慢，但也具有一定的優(yōu)點(diǎn)，如占地面積小，布點(diǎn)靈活等，故在某些特定的場(chǎng)合也具有較大的應(yīng)用和推廣空間。同時(shí)，交流充電站能夠應(yīng)用在企事業(yè)單位、居民小區(qū)等場(chǎng)所。對(duì)于直流充電站，其充電速度較快，輸出的功率也較大，可以建設(shè)在購(gòu)物中心、游覽區(qū)等區(qū)域。在建設(shè)電動(dòng)汽車充電站時(shí)，應(yīng)考慮到后期電動(dòng)汽車充電樁的運(yùn)維人員的方便性，不應(yīng)造成導(dǎo)致難以維護(hù)和改造的問(wèn)題[2]。對(duì)于電動(dòng)汽車充電樁的用電電價(jià)問(wèn)題，應(yīng)建立一套專門針對(duì)電動(dòng)汽車用電的電價(jià)體系，和一般的居民電價(jià)和工業(yè)電價(jià)應(yīng)有所不同。

同時(shí)，規(guī)模較大的電動(dòng)汽車同時(shí)并入電網(wǎng)，也會(huì)對(duì)電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)較大的影響，故合理布局電動(dòng)汽車充電站具有重要的意義。在電動(dòng)汽車充電行為方面，電動(dòng)汽車用戶一般可以分為有序充電模式和無(wú)序充電模式等。如果采用有序充電模式，則對(duì)電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響較小，但需要依靠電價(jià)等配套政策的鼓勵(lì)。如果是無(wú)序充電模式，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響，在對(duì)電動(dòng)汽車充電站的布局過(guò)程中，對(duì)此應(yīng)在優(yōu)化規(guī)劃模型中加以考慮。隨著私家車保有量大幅提高，石油消耗量不斷增加，能源短缺的現(xiàn)象逐步凸顯，新能源替代的重要性日益顯現(xiàn)。目前電動(dòng)汽車的研究趨進(jìn)成熟，電動(dòng)汽車需要使用動(dòng)力電池提供驅(qū)動(dòng)的能量，其中涉及到動(dòng)力電池的充電技術(shù)，通常采用大電流和大電壓充電方式。充電連接器要求耐高壓，且插頭查到一定位置方能開(kāi)始充電，但現(xiàn)有的充電連接器操作不便、連接可靠性差，需要加強(qiáng)電動(dòng)汽車充電連接器的設(shè)計(jì)。

3.2 電動(dòng)汽車充電連接器

發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)是今后汽車行業(yè)的重要趨勢(shì)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車充電連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高電動(dòng)汽車充電連接器的性能。對(duì)于電動(dòng)汽車充電連接器，應(yīng)保證其密封性強(qiáng)、安全系數(shù)高、使用方便，電動(dòng)汽車充電連接器主要包括插頭本體，用于與插頭本體配合的插頭蓋，其中插頭本體上設(shè)有防滑裝置，插頭本體與插頭蓋的配合處設(shè)有密封圈，插頭蓋設(shè)有用于與密封圈配合的密封槽，插頭蓋上設(shè)有斜拉坡，插頭蓋上靠近斜拉坡端面設(shè)有配合環(huán)，插頭本體上設(shè)有開(kāi)關(guān)，插頭蓋上設(shè)有一體成型的拴住繩，拴住繩的末端設(shè)有拴住環(huán)，插頭本體上設(shè)有用于與拴住環(huán)配合的拴住孔，拴住環(huán)形狀為圓形或工字形狀。

3.3 電動(dòng)汽車充電連接器的結(jié)構(gòu)

目前市場(chǎng)上用的電動(dòng)汽車的充電連接器由于它的密封性不夠好，使用的時(shí)候容易造成密封條在裝置內(nèi)部被扭曲使得無(wú)法再插拔使用，從而也會(huì)造成更多的的觸電事故，安全系數(shù)低;在插拔使用過(guò)程中很容易手滑，造成使用不方便。對(duì)于電動(dòng)汽車充電連接器的結(jié)構(gòu)，包括槍體、充電插頭、連桿和拉桿，充電插頭設(shè)于槍體的一端，槍體下方設(shè)有鎖桿，鎖桿的一端與連桿的一端連接，連桿的另一端與拉桿的中部連接，拉桿的一端鉸接于槍體上。

通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車充電連接器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高電動(dòng)汽車充電連接器的性能。具體的方法為在插頭本體與插頭蓋的配合處設(shè)有密封圈，插頭蓋設(shè)有用于與密封圈配合的密封槽，使得密封效果好，使用安全性強(qiáng);在插頭本體上設(shè)有防滑裝置[2]，插拔的時(shí)候不容易手滑，使用方便;在插頭蓋上設(shè)有斜拉坡，方便使用，容易把插頭蓋從插頭本體中拔出;在插頭本體上設(shè)有開(kāi)關(guān)，使得使用更加安全;在插頭蓋上設(shè)有一體成型的拴住繩，拴住繩的末端設(shè)有拴住環(huán)，插頭本體上設(shè)有用于與拴住環(huán)配合的拴住孔，使得使用過(guò)程中插頭蓋不會(huì)輕易從插頭本體上脫掉。

4 電動(dòng)汽車充電站的優(yōu)化布局及布點(diǎn)選擇

4.1 電動(dòng)汽車充電站的優(yōu)化布局

對(duì)電動(dòng)汽車充電站進(jìn)行布點(diǎn)，對(duì)于推廣電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)具有重要的意義。充電站的建設(shè)在布點(diǎn)上面臨的困難主要有以下問(wèn)題，首先是布點(diǎn)合理性的選擇方面，重點(diǎn)應(yīng)確定選在什么樣的點(diǎn)建設(shè)電動(dòng)汽車充電站，另外現(xiàn)在都是寸土寸金，如何選擇充電站布點(diǎn)涉及到的土地使用協(xié)調(diào)。

對(duì)于電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)地點(diǎn)選擇，應(yīng)以滿足電動(dòng)汽車消費(fèi)者的需求為主，建設(shè)數(shù)量合理的電動(dòng)汽車充電站。其次，在停車場(chǎng)區(qū)域內(nèi)可以按照一個(gè)車位一個(gè)樁的方式進(jìn)行建設(shè)，在商場(chǎng)等區(qū)域應(yīng)建設(shè)快速充電站，給消費(fèi)者帶來(lái)較大的便利性[3]。最后，對(duì)于高速公路區(qū)域，可以充分利用高速公路上的光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)光伏對(duì)電動(dòng)汽車充電站進(jìn)行充電，這樣也可以提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能利用效率，但需要在技術(shù)層面上加以創(chuàng)新。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)汽車充電站的技術(shù)體系也將會(huì)更加完善，更好地給電動(dòng)汽車用戶帶來(lái)方便和快捷。

4.2 電動(dòng)汽車充電站的優(yōu)化規(guī)劃

充電站的總體規(guī)劃應(yīng)考慮到當(dāng)?shù)貙?duì)土地的規(guī)劃，相互之間應(yīng)協(xié)調(diào)，并滿足公用設(shè)施的建設(shè)要求。對(duì)電動(dòng)汽車充電站進(jìn)行布點(diǎn)，需要充分考慮到土地使用方面的問(wèn)題，防止出現(xiàn)因土地使用方面的糾紛情況發(fā)生。在建設(shè)電動(dòng)汽車充電站之前，需要對(duì)電動(dòng)汽車充電站建設(shè)的土地性質(zhì)進(jìn)行核查，是否滿足電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)施工條件。如果不滿足電動(dòng)汽車的建設(shè)條件，則應(yīng)該考慮更換電動(dòng)汽車的建設(shè)地點(diǎn)。對(duì)于具體的電動(dòng)汽車優(yōu)化規(guī)劃模型，可以建立以電動(dòng)汽車建設(shè)投資成本最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型，以線路的容量、電動(dòng)汽車的數(shù)量等為約束條件，通過(guò)采用優(yōu)化算法求解所建立的模型，得到具體的電動(dòng)汽車充電樁的布局方案。

4.3 電動(dòng)汽車充電樁的管理

對(duì)于電動(dòng)汽車充電樁的管理，主要有電動(dòng)汽車充電樁設(shè)備被破壞的隱患，以及電動(dòng)汽車充電樁的使用者發(fā)生觸電的隱患，如果對(duì)電動(dòng)汽車充電樁在使用過(guò)程中存在的安全隱患處理不到位的話，則有可能會(huì)限制電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)的布點(diǎn)，并在一定程度上限制電動(dòng)汽車充電樁在縣級(jí)區(qū)域內(nèi)的推廣使用。

隨著電動(dòng)汽車充電樁的普及，給電動(dòng)汽車消費(fèi)者增加了很多便利，可是在使用的過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。其中最重要的一項(xiàng)，就是需要充電樁的輸出參數(shù)必須與電動(dòng)車的電池參數(shù)匹配才能使用。電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)是連接車載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶，可以對(duì)電池內(nèi)部的狀態(tài)進(jìn)行估算和監(jiān)控[3]。這些標(biāo)準(zhǔn)要求主要是基于電動(dòng)汽車性能給出的，而充電裝置的匹配，出廠時(shí)也只是對(duì)原裝充電器進(jìn)行了調(diào)校，市面上充電裝置并不會(huì)針對(duì)某一款車型進(jìn)行特定的適配?？墒怯捎陔妱?dòng)汽車的電池比較難更換，現(xiàn)在很多人都選擇充電樁進(jìn)行充電。而充電樁的充電模式分為快充和慢充，快充一般使用直流電，慢充使用交流電。雖然未來(lái)使用統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)是一種趨勢(shì)，但是目前市面上并沒(méi)有統(tǒng)一的充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。

此外，在對(duì)電動(dòng)汽車充電樁進(jìn)行管理的過(guò)程中，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車充電樁自身的管理，當(dāng)電動(dòng)汽車充電樁出現(xiàn)漏電或者絕緣系統(tǒng)受損的安全隱患時(shí)，應(yīng)該能夠及時(shí)采取相應(yīng)的措施加以解決。目前我國(guó)充電樁市場(chǎng)發(fā)展雖然存在一些阻礙性的問(wèn)題，但隨著新能源汽車的發(fā)展以及各方的努力，未來(lái)幾年，市場(chǎng)份額將逐漸增大，充電樁問(wèn)題也會(huì)逐漸受到大家的重視。充電站應(yīng)為電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池提供安全的充電場(chǎng)所，在充電過(guò)程中監(jiān)控充電設(shè)備及被充電動(dòng)力蓄電池，以保證電能安全地從充電機(jī)傳輸給動(dòng)力蓄電池。即使在正常使用中有些疏忽，也不應(yīng)給周圍的環(huán)境和人帶來(lái)危險(xiǎn)。

5 結(jié)論

本文對(duì)電動(dòng)汽車充電站的優(yōu)化布局方法進(jìn)行了分析，包括電動(dòng)汽車充電樁在建設(shè)過(guò)程中需要考慮到的多種不同類型的因素。隨著電動(dòng)汽車投入市場(chǎng)的規(guī)模不斷變大，今后電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)規(guī)模也將變大，應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車充電站進(jìn)行合理優(yōu)化布局。

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