電動汽車充電技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢.doc

電動汽車充電技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢 班級： 姓名： 學(xué)號：摘要：對國內(nèi)外電動汽車、電動汽車充電技術(shù)及規(guī)劃布局等方面現(xiàn)狀進行了研究，并對電動汽車充電需求進行了分析。介紹了國內(nèi)外電動汽車充電設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r，對未來我國電動汽車發(fā)展前景進行了初步研究，提出積極推動電動汽車充電設(shè)施建設(shè)應(yīng)是電網(wǎng)企業(yè)義不容辭的責(zé)任以及未來發(fā)展機遇。關(guān)鍵詞：電動汽車 充電技術(shù) 研究現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢1.前言電動汽車是全部或部分由電能驅(qū)動電機作為動力系統(tǒng)的汽車，按照目前技術(shù)的發(fā)展方向或者車輛驅(qū)動原理，可劃分為純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車三種類型。近年來，我國電動汽車行業(yè)取得了快速發(fā)展，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題， 在部分領(lǐng)域已實現(xiàn)了與日美歐等國同步發(fā)展。目前我國發(fā)展電動汽車已具有消費市場規(guī)模大、制造成本低、技術(shù)取得局部突破、資源保障能力強的四大優(yōu)勢。在技術(shù)突破和政策扶持的雙重刺激下，我國電動汽車已處于市場引爆的臨界點，預(yù)計未來兩年電動汽車的市場規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模將迅速擴大，電動汽車將進入快速成長期。電動汽車充電設(shè)施是電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分， 在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時還應(yīng)該充分考慮充電設(shè)施的發(fā)展。1 電動汽車充電的基本方式目前常用的電動汽車充電方式有慢充、快充和快換三種：(1) 慢充方式。慢充一般以較小交流電流進行充電，充電時間通常為610 h，慢充方式一般利用晚間進行充電， 充電時可以采用晚間低谷電價，有利于降低充電成本，但是難以滿足使用者緊急或者長距離行駛需求。慢充一般采用單相220V/16A 交流電源， 通過車載充電器對電動汽車進行充電，車載充電器可采用國標(biāo)三口插座，基本不存在接口標(biāo)準的問題。電動汽車慢充一般通過充電樁進行。(2) 快充方式?？斐溆址Q應(yīng)急充電，以較大直流電流在20 min 至1 h 內(nèi)，為電動汽車提供短時充電服務(wù)，快充方式可以解決續(xù)航里程不足時電能補給問題，但是對電池壽命有影響，因電流較大，對技術(shù)、安全性要求也較高。快充的特點是高電壓、大電流，充電時間短（約1 h）。目前，這種充電方式的充電插口的針腳定義、電壓、電流值、控制協(xié)議等均沒有國家標(biāo)準，也沒有國際標(biāo)準，已投入使用的充電機和電動車電池充電插口均由各生產(chǎn)廠家自定，世界各國都在積極爭奪標(biāo)準的制訂權(quán)，各大電動汽車廠家也紛紛搶先投放產(chǎn)品，搶占市場、提高占有率，試圖使多數(shù)充電站不得不采用其充電設(shè)備，從而成為事實標(biāo)準?？斐浞绞街饕诔潆娬局羞M行。(3) 快換方式?？鞊Q則是通過直接更換車載電池的方式補充電能，換電時間與燃油汽車加油時間相近，大約需要510 min?？鞊Q方式最為便捷，但是需要電動汽車和車載電池實現(xiàn)標(biāo)準化，而且快換過程中需要專業(yè)人員進行操作?？鞊Q可以在充電站也可在專用電池更換站完成。這種方式的優(yōu)點是電動車電池不需現(xiàn)場充電，更換電池時間較短，但要求電池的外形、容量等參數(shù)完全統(tǒng)一，同時，還要求電動汽車的構(gòu)造設(shè)計能滿足更換電池的方便性、快捷性。2 國外電動汽車充電設(shè)施發(fā)展?fàn)顩r目前，美國、日本、以色列、法國、英國等國家都已開始建設(shè)各自的電動汽車充電設(shè)施，主要以充電樁為主。(1) 美國美國國土遼闊，且各州獨立性較強，在電動汽車及其充電設(shè)施設(shè)想上各州有所不同，加利福尼亞州、弗吉尼亞州等地都開展了充電設(shè)施的建設(shè)。其中加州的建設(shè)力度最大，由“美好空間項目”公司與加州北部的舊金山、奧克蘭和圣何塞等城市的政府聯(lián)手建設(shè)，將于2012 年在上述城市的所有居民區(qū)、商廈、停車場和政府大樓安裝充電樁，以方便電動汽車駕駛者隨時為汽車充電。該公司還將在上述地區(qū)興建電池更換站，以方便長途駕車者隨時更換電池，項目計劃總投資達10 億美元。此外，美國第一太陽能公司（SolarCity）在加州101 高速公路上建造了5 個充電站。每個充電站能夠提供240 V、70 A快速充電服務(wù)， 能夠在3.5 h 內(nèi)為特斯拉純電動汽車充滿電。(2) 日本截至2009 年，日本擁有100 多座充電站，其中60 %集中在東京地區(qū)。日本政府表示，為普及電動汽車，將在三年內(nèi)建造千余座充電站。日本東京電力公司將帶頭參與有關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)，2010 年東京將率先建成200 多座充電站，預(yù)計三年后將增加到1000 座以上，在東京充電樁更為普及，樓宇路旁隨處可見。鄰近東京的神奈川縣計劃5 年內(nèi)至少讓3000 輛電動汽車上路行駛， 該縣已經(jīng)承諾提供150 座快速充電站。日本中央政府對這項技術(shù)表示支持，將選擇城市試點開展電動汽車充電項目。該項目將會涉及在付費停車場、超市以及餐飲連鎖店安裝電源插座，以供駕駛員們免費使用。(3) 英國在英國， 倫敦市區(qū)已經(jīng)有60 個免費汽車充電樁， 開電力驅(qū)動車的人可以非常方便地在住宅附近、辦公樓旁邊或者繁華街道上找到充電樁，享受不計次充電和停車的服務(wù)， 一年只需交75 英鎊的管理費。(4) 法國在法國，電力企業(yè)在城市建設(shè)了很多的充電站供電動汽車使用， 同時電動汽車也可以在家中充電。截至2008 年， 全法國有1 萬多輛各類電動汽車，200 座公共充電站， 電動汽車示范應(yīng)用集中在市政、郵政、公交、電力、環(huán)衛(wèi)等公用事業(yè)部門。(5) 以色列2008 年1 月21 日， 雷諾日產(chǎn)汽車公司攜手美國Project Better Place 公司與以色列政府簽署諒解備忘錄，決定在未來三年內(nèi)開展合作，共同推動純電動汽車的市場應(yīng)用。根據(jù)合作協(xié)議，以色列政府將負責(zé)制定針對消費者的稅收優(yōu)惠政策，雷諾汽車公司將負責(zé)電動汽車的供應(yīng)，而Project Better Place公司則負責(zé)建設(shè)以色列全國范圍內(nèi)的充電站基礎(chǔ)設(shè)施。Project Better Place 公司計劃在未來三年內(nèi)建設(shè)大規(guī)模的電池充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)；同時，電動汽車還將配備可以實時顯示電池剩余電量和充電站位置的車載電腦系統(tǒng)。公司計劃推廣一種商業(yè)模式，該模式將汽車和電池區(qū)分開來即顧客不擁有電池，只租賃電池。公司將在全國范圍內(nèi)覆蓋式地建立一個充電網(wǎng)絡(luò)和一大批交換服務(wù)站，讓顧客可以很方便的快速充電， 或者在交換服務(wù)站更換電池。以色列的充電站基礎(chǔ)設(shè)施模式可以概括為“政府特許、公司運作、電池歸公司所有、租換便捷”。3 國內(nèi)電動汽車充電設(shè)施發(fā)展?fàn)顩r充電設(shè)施發(fā)展規(guī)劃方面， 從2010 年開始全國電動車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃開始出現(xiàn)了超快速發(fā)展，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石油、中石化、中海油等大型國企集團都紛紛發(fā)布電動汽車充電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃或建設(shè)意向。2010 年1 月27 日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布的社會責(zé)任報告披露，將于2010 年年底前在27 個地區(qū)建設(shè)75 座電動汽車充電站和6 029 個充電樁試點。南方電網(wǎng)公司則將深圳列為首批新能源試點城市。按照深圳市的規(guī)劃,到2012 年,深圳將建設(shè)各類新能源汽車充電站12 750 個,其中公交快、慢速充電站各25 個,公務(wù)車充電樁2 500 個,社會公共慢速充電樁1 萬個,社會公共快速充電站200 個。石油石化行業(yè)也不甘落后，紛紛加入充電站建設(shè)領(lǐng)域。中海油與中國普天的合資公司普天海油新能源動力有限公司則與眾泰汽車簽訂了戰(zhàn)備合作協(xié)議， 計劃2010 年初在兩個以上省會城市啟動建設(shè)純電動汽車充電站網(wǎng)絡(luò)。中石化集團與北京市政府共同推進純電動汽車充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作， 將主要利用中石化現(xiàn)在面積較大的加油、加氣站改建成加油充電綜合服務(wù)站。中石化的這種加油充電綜合服務(wù)站將首先擴展到北京全市范圍，進而擴展到河北、天津，甚至更大的范圍內(nèi)。4 電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展前景分析從商業(yè)運營的角度看，換電池模式屬于能源新物流模式。換電池模式有利于電池生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)?；?、標(biāo)準化生產(chǎn)，有利于能源供給企業(yè)的規(guī)模化采購與集約化管理，將顯著降低總運營成本。能源供給企業(yè)作為一個相對獨立的中間運營商， 有利于政府施行更具針對性的扶持和優(yōu)惠政策，如電價政策、購買電池補貼政策等，易于建立清晰的財務(wù)盈利模式，比單純提供充電服務(wù)可獲得更高的投資回報，具有更廣闊的發(fā)展空間。除此以外，這種模式對電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行也十分有利，集中充電便于統(tǒng)一調(diào)度、管理和監(jiān)控，能夠最大程度地發(fā)揮削峰填谷作用，提高電力系統(tǒng)負荷率，最大限度減少諧波污染等對電網(wǎng)的不利影響，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和電力資源的優(yōu)化利用。電池更換站模式理論上是一種較為理想的商業(yè)模式，國內(nèi)有個別城市已開展了試點運營，但在短期內(nèi)大規(guī)模推廣這種模式存在一些困難，主要體現(xiàn)在以下三方面：一是管理方面，我國處于電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，電池技術(shù)尚未成熟，各種電池的性能、質(zhì)量差距很大，統(tǒng)一電池標(biāo)準難度非常大，這不僅僅是電池標(biāo)準化的問題，還涉及到電動汽車的標(biāo)準化，是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及汽車廠、電池制造商、更換站經(jīng)營者等各方面的利益。二是技術(shù)方面，為了保證電池可更換，所有電池須具有良好的一致性。不僅要統(tǒng)一電池接口標(biāo)準，還要統(tǒng)一電池的尺寸、規(guī)格、容量、性能等，在目前國內(nèi)電池生產(chǎn)廠家各自為戰(zhàn)的情形下，統(tǒng)一所有電池廠家生產(chǎn)電池的一致性問題，在短期內(nèi)很難實現(xiàn)。三是電池流通方面， 電池更換過程中會存在電池新舊程度、殘留能量的差異， 將帶來電池更換時如何計量、計費的難題。 短期看，在電動汽車發(fā)展的初級階段，建設(shè)一批功能完備的充電站是十分必要的，可以產(chǎn)生良好的示范效應(yīng)和廣告效應(yīng)，推動電動汽車的盡快普及。但是，如果電動汽車大規(guī)模普及，僅靠充電站是無法解決充電問題的， 還會耗用過多的土地資源。公用充電站應(yīng)定位于主要滿足各種社會車輛的應(yīng)急充電需求，以提供快充服務(wù)為主。從使用便利性和節(jié)約資源角度考慮，未來在我國占據(jù)主導(dǎo)地位的常規(guī)充電方式應(yīng)為慢充，停車場和路邊的充電樁將成為占主導(dǎo)地位的充電設(shè)施。隨著電動汽車數(shù)量迅速增長，應(yīng)形成以“充電樁為主、充電站為輔”的充電網(wǎng)絡(luò)，充電樁用于常規(guī)慢充，充電站滿足應(yīng)急快充的需求。因此，我國目前應(yīng)加強對充電樁規(guī)劃、建設(shè)、運營等有關(guān)問題的研究，加快充電樁的布點和建設(shè)。從商業(yè)運營的角度來看，電池更換站模式屬于能源新物流模式，有利于電池生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)?；?、標(biāo)準化生產(chǎn)，有利于能源供給企業(yè)的規(guī)模化采購與集約化管理，理論上是一種比較理想的商業(yè)模式。但是這種模式目前存在管理、技術(shù)和商業(yè)上的困難，短期內(nèi)難以大規(guī)模推廣。當(dāng)我國電動汽車工業(yè)發(fā)展到較為成熟的階段，電池更換站模式將可能成為更成熟、更高效的商業(yè)模式，而近期可在個別具備條件的城市開展電池更換站模式的試點?？傊?，電池更換站模式要成為一種成熟的商業(yè)模式，還有很長的路要走。只有在我國電動汽車工業(yè)發(fā)展到較為成熟的階段，才可能成為充電產(chǎn)業(yè)主流的商業(yè)模式。5 積極推動充電設(shè)施建設(shè)是電網(wǎng)企業(yè)義不容辭的責(zé)任以及發(fā)展機遇（1） 積極推動電動汽車充電設(shè)施建設(shè)是電網(wǎng)企業(yè)義不容辭的社會責(zé)任實現(xiàn)電動汽車的產(chǎn)業(yè)化是我國維護國家能源安全、實現(xiàn)節(jié)能減排、振興汽車工業(yè)的戰(zhàn)略選擇。建設(shè)電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的前提，電動汽車作為我國具有戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)和未來的支柱產(chǎn)業(yè),即將進入快速成長期。目前電動汽車充電設(shè)施建設(shè)的相對滯后已經(jīng)成為制約電動汽車發(fā)展的瓶頸，加快充電配套設(shè)施建設(shè)刻不容緩。在電動汽車普及的初期，建設(shè)充電設(shè)施的短期經(jīng)濟效益并不明顯， 一般社會資金大多不愿意投資建設(shè)充電設(shè)施。電網(wǎng)企業(yè)作為國有特大型能源企業(yè)，有義務(wù)承擔(dān)起自己的社會責(zé)任， 積極推動各類充電設(shè)施建設(shè)，支持、促進新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為我國實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變做出應(yīng)有的貢獻。（2） 電網(wǎng)企業(yè)在充電設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢與其他充電設(shè)施潛在的投資者相比，電網(wǎng)企業(yè)在充電站建設(shè)的技術(shù)領(lǐng)域更具有優(yōu)勢，充電站應(yīng)該采用多大的變壓器、電壓等級多少、如何與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化等，電網(wǎng)企業(yè)最為了解，做起來輕車熟路。實際上由于所有的充電設(shè)施都必須依托現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)來建設(shè)， 因此電網(wǎng)企業(yè)來完成城市充電站、停車場和路邊充電樁的建設(shè)規(guī)劃是最合適的。（3） 電動汽車產(chǎn)業(yè)化也為加快電網(wǎng)發(fā)展提供了歷史機遇電動汽車產(chǎn)業(yè)化也為電力行業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展帶來了良好機遇。首先，電動汽車的普及可以改變我國的能源消費結(jié)構(gòu)，顯著提高電能在能源消費中的比重，有利于提高售電量，拓展用電市場。其次，電網(wǎng)企業(yè)大規(guī)模建設(shè)電動汽車充電設(shè)施，探索創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式， 可以拓展電網(wǎng)公司的服務(wù)領(lǐng)域，有利于電網(wǎng)公司向下游產(chǎn)業(yè)延伸。再次，隨著電動汽車蓄電池技術(shù)的發(fā)展，電動汽車未來將成為移動的儲能設(shè)備，因此，建設(shè)電動汽車充電設(shè)施對于電網(wǎng)公