電動汽車充電站規(guī)劃與建設(shè)思路

1、第 22 期 2011年11月企業(yè)研究 Businessresearch總第 388期 【綜合研究】 電動汽車充電站規(guī)劃與建設(shè)思路 陳淵（蘭州供電公司甘肅蘭州 730050） 摘電動汽車具有節(jié)能、環(huán)保等明顯優(yōu)勢，隨著國家新能源政策的不斷出臺，電動 汽車普及已成為國家汽車產(chǎn)業(yè)的重要： 要發(fā)展計(jì)劃，城市電動汽車充電設(shè)施的的發(fā)展需要與之配套，才能為電動汽車發(fā) 展創(chuàng)造更好的平臺，本文從市場分析入手， 在規(guī)劃思路、建設(shè)方案等方面對電動汽車充電站建設(shè)提出作者的想法和思路。 電動汽車；充電站；規(guī)劃；建設(shè)；思路關(guān)鍵詞： 近年來隨著新能源政策不斷出臺，電動汽車的發(fā)展勢頭迅猛，主、中快充為輔 的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，建成

2、滿足深圳市新能源汽車產(chǎn)因此加快配套的電動汽車充電設(shè) 施建設(shè)意義重大。及早開展對電業(yè)示范推廣和區(qū)域應(yīng)用要求，與深圳市新能源汽 車發(fā)展總體工作動汽車充電設(shè)施建設(shè)的策略性研究、布局規(guī)劃和試點(diǎn)工程，將對 實(shí)部署相協(xié)調(diào)的充電設(shè)施。中石化北京石油分公司與北京首科集團(tuán)成立合資公司，中石現(xiàn)能源替代，優(yōu)化能 源結(jié)構(gòu)，拓展清潔能源具有重要意義?；煜录佑?、全面加快電動汽車充點(diǎn)設(shè)施建設(shè)不僅是建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電加氣站 將改建成加油充電綜合站。中海油 2009年向天津力神電池股份有限公司投資了 50 億網(wǎng)的重要內(nèi)容，更是國 家電網(wǎng)公司落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，展示責(zé)任央企 形象的戰(zhàn)略舉措，是響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，支持電動汽車發(fā)展

3、的元，生產(chǎn)電動 汽車使用的鋰電池，正考慮在全國建設(shè)電池更換站網(wǎng)實(shí)際行動，是實(shí)現(xiàn)能源替 代，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高電能占終端能源絡(luò)的可能性。 消費(fèi)比重的有效手段。（三）電動汽車的經(jīng)濟(jì)性評價 本文從市場分析入手，在規(guī)劃思路、建設(shè)方案等方面對電動汽1.社會效益考慮到電動汽車的適用范圍主車充電站建設(shè)提出作者的想法和思路。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī) 汽車效率為 38， 要以城市區(qū)域內(nèi)為主，按在城市中運(yùn)行的車輛進(jìn)行比較，因?yàn)槠囈?、電動汽?現(xiàn)狀與市場前景（內(nèi)燃機(jī)）在市內(nèi)行駛中頻繁的停車、低速行駛等，造成內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)（一）電動 汽車現(xiàn)狀及其發(fā)展或處在低效率區(qū)，其最終效率不過 12。純電動汽車停車時無機(jī)電動汽車的歷史 其實(shí)早于內(nèi)

4、燃機(jī)汽車。當(dāng)?shù)聡拇髂防蘸捅酒骺辙D(zhuǎn)， 80以上的電池能量可轉(zhuǎn)為汽車的動力，即使考慮到用于英國人羅伯特 戴維森已于 10 茨于 1883年發(fā)明汽油發(fā)動機(jī)汽車時， 年前制造出了世界上最早的可供實(shí)用的電動汽車。在 1900 年時，發(fā)電的能源最 原始的地方開發(fā)算起（電能的來源有核能、生物質(zhì) 石化能、風(fēng)能等），考慮綜合考慮發(fā)電機(jī)效率，輸電網(wǎng)絡(luò)損耗等，能、電動汽車 與內(nèi)燃機(jī)汽車相比還占有壓倒性優(yōu)勢。然而此后內(nèi)燃機(jī) 原始能源轉(zhuǎn)換為汽車動能的效率也在 20%30%，故采用電動汽車技術(shù)不斷取得 突破，而電動車技術(shù)發(fā)展緩慢，激烈的市場競爭使內(nèi) 比傳統(tǒng)汽車能耗大大降低。燃機(jī)汽車后來居上，成為汽車行業(yè)的絕對主流。 根

5、據(jù)科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部于 2009 年元月目前，電動汽車 技術(shù)也有了一定進(jìn)步，在短途低速、城市公交 十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程，通過共同啟動及旅游區(qū)交通 等特定用途已經(jīng)得到應(yīng)用，我國發(fā)展電動汽車從上 提供財(cái)政補(bǔ)貼，計(jì)劃用 3年左右的時間，每年發(fā)展 10個城市，每個個世紀(jì) 90 年 代初期已經(jīng)開始，到現(xiàn)在已將近 20 年。我國一開始就城市推出 1000 輛新能源汽車開展示范運(yùn)行，涉及這些大中城市的明確提出發(fā)展 電動汽車， 2000 年開始叫作 “電動汽車專項(xiàng) ”，只是到 公交、出租、公務(wù)、市政、郵政等領(lǐng)域，力爭使全國新能源汽車的運(yùn)目前 “十一 五”，才叫 “節(jié)能與

6、新能源專項(xiàng) ”。經(jīng)過近 20年的發(fā)展，我 國在電動汽車方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 2008 年的奧運(yùn)會上，營規(guī)模到 2012 年占到汽車市場份額的 10。到 2012 年，國內(nèi)有 10%運(yùn)營車輛是節(jié)能與新能源汽車，以目前國內(nèi)汽車年產(chǎn) 1000萬新能源汽車已經(jīng) 進(jìn)行了成功的展示。輛計(jì)，也就是 100萬輛，那么國家一年可節(jié)油 7.8 億升，減少 230萬科技部和財(cái) 政部，以及工信部出臺了電動汽車的刺激方案，工信噸的二氧化碳和 7800噸一氧化氮的排放，以及減少 780 噸碳?xì)浠刻岢隽似?振興方案，都發(fā)出了明確的信息，就是要往電動汽車方 合物的排放。從造車、關(guān)鍵的零部件，電池、電動機(jī)方面都面發(fā)展

7、。從目前的技 術(shù)看， 2.電動汽車購買相關(guān)政策已經(jīng)達(dá)到了可以在短時間內(nèi)對電動汽車進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的一 個階段。2009年初，財(cái)政部、科技部發(fā)出了節(jié)能與新能源汽車示范推根據(jù)即將出臺的 節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃 （2011 年-2020廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法，針對公共服務(wù)領(lǐng)域購車進(jìn)行一定年），預(yù)計(jì)到2015年，我國電動汽車保有量將達(dá)到 50 萬輛。的補(bǔ)貼，但是這一補(bǔ)貼政策并沒有涉及到私人購車領(lǐng)域。在財(cái)政部（二）電動汽 車充電站現(xiàn)狀、規(guī)模及前景 補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)涉及的乘用車和輕型商用車中，混合動力汽車按照節(jié)油2009年 10 月，國家電網(wǎng)上海公司投資建設(shè)的國內(nèi)第一座具有商最高每輛車補(bǔ)貼 5 萬元；純電動汽車每

8、輛補(bǔ)業(yè)運(yùn)營功能的電動汽車充電站 漕溪 電動汽車充電站順利建成投運(yùn)；率分為五個補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，燃料電池汽車每輛補(bǔ)貼 25 萬元。貼 6 萬元；截止 2010年年末，國家電網(wǎng)公司已 在全國 27 個城市建設(shè)充電站 752009年 12月 9日，國務(wù)院常務(wù)會議最終敲定新能源車消費(fèi)刺座、交流充電樁 6209。國家電網(wǎng)公司 2011年 2 月 16日發(fā)布的 2010 2010年不但將節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)城市由 13 激政策：社會責(zé)任報(bào) 告顯示， 2011 年，公司將在智能電網(wǎng)示范試點(diǎn)工程上取得個擴(kuò)大到 20 個，還將先選擇 5個城市進(jìn)行對私人購買節(jié)能與新能重要突破，將 建成電動汽車充換電站 144座、

9、充電樁 1.3 萬個。源汽車給予補(bǔ)貼試點(diǎn)。南方電網(wǎng)近期也發(fā)布規(guī)劃：到 2012 年，南方電網(wǎng)將在深 圳建3.電費(fèi)與油價的對比設(shè) 89 個充電站以及 29500個充電樁，預(yù)計(jì)總投資額將超過 10億以比亞迪 E6 純電動汽車為例，下圖說明行駛單位里程運(yùn)營成本：元，將打造覆 蓋全市主要干道、居民小區(qū)、公共停車場以 “慢充為陳淵作者簡介：（ 1979-），甘肅人，蘭州大學(xué)工程碩士研究生，助理工程師，研 究方向：電氣工程及其自動化。·169· 陳淵：電動汽車充電站規(guī)劃與建設(shè)思路 根據(jù)網(wǎng)站資料， 2006-2010年 93#汽油漲幅約為 34%，以此速 度預(yù)計(jì) 2012年可能會達(dá)到 9

10、 元/升（93#汽油），以此計(jì)算汽車行駛成本計(jì)算如下 表（以小型汽車為例，由于油價、電費(fèi)等價格因素浮動變化較大，本表格僅為預(yù) 測費(fèi)用）：汽車運(yùn)營費(fèi)用構(gòu)成保養(yǎng)費(fèi)（元 /年）行駛成本（元 /年）合計(jì)（元 /年） 燃油汽車 電動汽車2010年2012年 2010年2012年預(yù)計(jì) 說明：燃油汽車保養(yǎng)費(fèi)按日常保養(yǎng)加車輛大修費(fèi)用統(tǒng)計(jì)。油價 2010年按 6.23元/升統(tǒng)計(jì)， 2012年預(yù)計(jì)達(dá)到 9元/升。電費(fèi)目前按商業(yè)低 谷電價 0.3657元/kWh，2012 年預(yù)計(jì)達(dá)到 0.4388元/kWh。行駛里程按 18000m/年統(tǒng)計(jì)。如上表所示，預(yù)計(jì) 2012 年后燃油汽車綜合花費(fèi)將 可能達(dá)到電動汽車的 1

11、0 倍甚至 14倍。二、規(guī)劃思路 城市電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)，需要綜合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地理環(huán)境那個、電網(wǎng)條 件等因素綜合考慮，以筆者所處蘭州市為例，簡要分析蘭州市 2020 年建設(shè)需求 和建設(shè)規(guī)劃（一）建設(shè)需求根據(jù)汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃規(guī)劃，未來三年 “形成 50 萬 充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產(chǎn)能，輛純電動、 新能源汽車銷量占乘用車銷售總量的 5%左右。 ”截止 2009年，蘭 目前機(jī)動車保有量約為 35 州市近年來年汽車增長率在 15%20%， 萬輛，考慮到近幾年的非理性增長，參考國內(nèi)汽車整體增長預(yù)測水平，按正常增 長幅度及后期逐步飽和，到 2020年蘭州市機(jī)動車保有量將達(dá)到

12、 60 萬輛，按照電 動汽車占機(jī)動車總量 5%考慮，則到 2020年蘭州市電動汽車總量將達(dá)到 3 萬輛。（二）規(guī)劃布局思路高峰期同時充電的汽按 2020年電動汽車保有量 3 萬輛考慮， 車將達(dá)到 400 輛車，按目前統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算，這就需要市區(qū)提供公交快、慢速充電 站各 10個，公務(wù)車充電樁 600個；社會公共慢速充電樁 3000 個，社會公共快速 充電站 30個，快速換電站 20 個，并建立新能源汽車示范運(yùn)行管理信息化平臺。 考慮充電時間最少約為 15 分鐘，針對充電站選址時盡量靠近城郊或非城市交通 主干道的位置，選擇臨街馬路較寬、車流相對較小的地段建站；充電樁可廣泛布 置于居民小區(qū)、停車場、

13、大型超市、高校、商業(yè)密集區(qū)。三、建設(shè)方案 目前較為成熟的建設(shè)方案主要包括：慢速充電樁、快速充電站、快速換電站等。（一）交流慢速充電樁慢速充電樁具有占地省、投資小、易安裝、免維護(hù)等優(yōu) 點(diǎn)，但充電時間相對較長，一般為 712 個小時。慢速充電樁宜布置在居民小區(qū)、超市、高校等處所，充電樁采 容量不宜大于 3kW，可以統(tǒng)一由供電公司裝設(shè)用交流 220V 供電， 計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，也經(jīng)供電公司同意后，由小區(qū)物業(yè)、超市管理部門、高校后勤等 相關(guān)部門代收。（二）城市快速充電站 中型和城市快速充電站根據(jù)服務(wù)對象的多少，可以分為大型、 一般采用直流充電的方式，將市區(qū)電網(wǎng)交流電能通過小型充電站。 高頻開關(guān)電源轉(zhuǎn)換為直

14、流電源，由充電機(jī)控制系統(tǒng)與 BMS （電池管理系統(tǒng)）對充 電過程進(jìn)行控制，適時根據(jù)電池狀態(tài)和電池信息調(diào)整 電流，直至完成充電。充電電壓、 快速充電站可為多臺電動汽車同時快速充電，按小型轎車充（C 為電池容量）計(jì)算，理論最快充電時間僅需 20 分鐘，電電流 3C 按充電電流 0.3C計(jì)算，充電時間約為 34 小時?？焖俪潆娬緫?yīng)配置完整的供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)，是 目前投運(yùn)較多的充電設(shè)施。（三）城市快速電池更換站城市快速電池更換站（簡稱換電站）是利用充電站內(nèi) 大容量充電能力，不間斷為電池組進(jìn)行充電，對充滿電的電池庫存，當(dāng)車輛需要 充電時，只需進(jìn)站更換電池組即可繼續(xù)行駛，將換下

15、的電池留在換電站內(nèi)繼續(xù)充 電，省去了原本較長的充電等待時間，目前已經(jīng)在部分公交線路投運(yùn)。快速換電站解決了充電時間和電池壽命之間的矛盾，在提高電池利用率、節(jié)約充 電時間等方面具有明顯優(yōu)勢，同時可以起到電“削峰填谷 ”的作用，提高電能資源利用率，有利于國家 “現(xiàn)力負(fù)荷代電網(wǎng) ”建設(shè)。 快速換電站應(yīng)配置完整的電池更換系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì) 量收費(fèi)系統(tǒng)，是未來電動汽車充電設(shè)施的發(fā)展趨勢。四、存在的問題和建議針對甘肅省實(shí)際情況，刺激電動汽車產(chǎn)業(yè)，提高電動汽車 充電設(shè)施運(yùn)行效率，還存在以下問題：（一）銷售及售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展嚴(yán)重滯后。電動汽車產(chǎn)業(yè)和車輛生產(chǎn)商、充電設(shè) 施生產(chǎn)商、電池生產(chǎn)商、

16、銷售及售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系緊密，目前，甘肅省內(nèi)還沒有 合格的電動汽車生產(chǎn)商。也沒有大型知名電池生產(chǎn)企業(yè)。未形成具有一定規(guī)模的 電動汽車銷售、維修網(wǎng)絡(luò)，從而在一定程度上使得普通消費(fèi)者對電動汽車購買、 維修存在疑慮，進(jìn)而影響到電動汽車市場的發(fā)展。（二）購車補(bǔ)貼政策急需落實(shí)。普通消費(fèi)者必然會進(jìn)行購車、行駛成本比較，電 動汽車目前售價比同配置燃油車型高出 1015 萬元，如果沒有政府政策支持，普 通消費(fèi)者購買力有限，很難接受如此高的購車價，所以政府補(bǔ)貼政策施行與否直 接影響到電動汽車市場發(fā)展。（三）電池組更換模式存在局限性。 更換電池組方式的充電站由于電池型號、品牌、容量、接口沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前 還有一定的實(shí)施難度，需要國家相關(guān)部門牽頭，統(tǒng)一行業(yè)內(nèi)企業(yè)（包括汽車廠 商、電池供應(yīng)商和電力公司等）協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，建立成熟的銷售和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、爭取政府政策補(bǔ)貼、積極聯(lián)合電動 汽車市場其他經(jīng)營合作伙