浅谈电动汽车充电网络建设所面临的问题

浅谈电动汽车充电网络建设所面临的问题

杜娟任建云王斌崔珊珊

（国网山西省电力公司长治供电公司山西长治046011）

摘要：充电站是指为电动汽车充电的站点，与现在的加油站相似。随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车也成为新能源战略和智能电网的重要组成部分。电动汽车产业作为一项系统工程，电动汽车充电站则成为其中一项主要环节之一，必须与电动汽车其他领域实现共同协调发展。随着我国新能源汽车，特别是纯电动汽车的迅速发展，电动汽车充电站及其配套充电设备必将处于新能源交通领域的前沿位置。本文就针对电动汽车充电站的发展现状展开讨论，对所面临的问题提出相关建议。

关键词：充电站；电动汽车；充电设备

一、电动汽车充电设备概述

电动汽车充电设备主要包括充电站及其附属设施，如充电机、充电站监护系统、充电桩、配电室以及安全防护设施等。电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，按安装方式不同可分为车载式和非车载式两种，分别采用相应的充电方式完成对车载蓄电池充电的功能。车载充电机指安装在电动汽车内部的充电机；非车载充电机指安装在电动汽车外，与交流电网连接，并为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。充电站安装的非车载充电机还需具备计量计费功能。一般情况下，充电机应至少能为以下三种类型动力蓄电池中的一种充电：铁锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。根据电流种类不同，充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置；直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置，直流充电桩具有充电机功能，可以实时监视并控制被充电电池状态，同时交直流充电桩都具备计量计费功能，可以对充电电量进行计量。电动汽车充电计费功能的实现由三部分组成：1、充电计费系统管理平台，对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，例如电动汽车信息、购电用户信息、资产信息等；2、建设充电计费系统运营平台，用于对电动汽车的充放电及购电用户的充值进行运营管理；3、建设充电计费系统查询平台，用于对管理平台及运营平台产生的相关数据进行综合查询。

二、电动汽车充电设备技术发展现状

根据充电方法不同，充电站给汽车充电一般分为三种方式：普通充电、快速充电、电池更换。普通充电多为交流充电，可以使用220V或380V的电压。快速充电多为直流充电。

1．常规充电方式该充电方式根据相应电池的充电曲线，采用恒流、恒压的传统充电方式对电动车进行充电，使整个充电过程更接近电池的固有特性，有效避免了电池被过充和欠充的问题。这种方式以比较低的充电电流为蓄电池充电，相关技术成熟可靠，所以相应的充电机的工作和安装成本也比较低。电动汽车家用充电设施（车载充电机）和小型充电站多采用这种充电方式。典型的充电时间为8～10h（SOC可达到95%以上）。对电池和电动汽车来说，这种方式是最安全可靠的充电方式，它对电网没有特殊要求。

2．快速充电方式快速充电方式是指在短时间内使蓄电池达到或接近充满状态的一种方法。该充电方式以1-3C的大充电电流在短时间内为蓄电池充电。充电功率很大，能达到上百千瓦。该充电方式的充电时间与燃油车的加油时间接近。其典型的充电时间是可达到20～30min，但这种充电方式对电池寿命有很大的影响。此外，该充电方式对电网也有较高的要求，要建设专用电网，一般应靠近10kV变电站附近或服务中心中使用，还需采取较为复杂的谐波抑制措施，与前者相比安装成本相对较高，只适合大型充电站使用。

3．更换电池的充电方式该方式要求车辆电池组设计标准化，易于更换。车辆运营中需要及时的更换电池，同时充电站可以对电池进行专业化管理，但由于电池组快速更换专业化要求高，只适用于标准的充电站，这种电池更换系统要求昂贵的机械装置和大量的蓄电池，同时，存放大量未充电和已充电的蓄电池需要很多空间，修建一个蓄电池更换站所需空间远大于修建一个正常充电站或快速充电站所需的空间，因此这种电池更换系统的初始成本很高。而且，目前车载动力电池的电气和尺寸参数还没统一标准，市场应用还需等待时日。充电业务模式是指电动汽车用户在汽车电能将要耗尽的时候选择到固定地点的充电站和充站桩为汽车的电池进行直接充电的模型。这是电动汽车充电站最先考虑的业务模式，在这种业务模式下，电动汽车用户通过在充电站/充电桩直接为汽车充电，即时消费电力产品并通过现场付费的模式支付费用，完成交易。为此，建设相应的电动汽车充电计费系统，引入集中式的信息管理平台，是开展电动汽车充放电站建设工作的重要组成部分。

三、电动汽车充电网络建设所面临的问题

1、高速主干线路充电站的布点不足。城市公共快充网络建设不足。

2、充电设施充电标准标准不统一，建设标准方面不统一，不仅会造成重复建设，更会影响用户体验。

3、扶持政策不完善，执行力度差。

四、加快充电设施网络建设建议

1、推进高速公路快充网络及重点城市充电网络建设，加快“四纵四横”高速公路快充网络及京津冀鲁、长三角地区主要城市间高速公路快充网络建设。加快重点城市公共快充网络建设和完善，并为电动公交、环卫、公务等电动汽车配套建设专用充电设施。

2、统一充电设施充电标准。明确“统一标准、通用开放”的原则，加快制修订充换电关键技术标准，并促进不同充电服务平台互联互通，提高设施通用性和开放性。“就像原来手机充电设施一样，也都是五花八门的，大家有一堆充电器，一堆电池，现在逐步走向完善、走向统一、走向标准。”在标准建设方面，一是尽快完成充电接口和通信协议等关键国家标准的修订稿发布；二是新版国标发布以后，要对存量的充电设施进行改造升级，尽快实现充电标准全国统一；三是制定无线充电等新型充电技术标准；四是计量、计费、结算等运营服务管理规范。同时，还要加快建立充电基础设施道路交通标识体系。一些关键标准的制定正在加快。

3、完善扶持政策用户居住地是新能源汽车充电的重要场所，鼓励充电服务、物业服务等企业参与居民区充电设施建设运营管理，统一开展停车位改造。居民小区建设充电桩遇到的主要困难一方面是车位不足，另一方面是安装充电桩涉及物业公司、业主委员会、产权单位等多方，实际操作中协调难度较大。对有固定停车位的用户，优先在停车位配建充电设施；对没有固定停车位的用户，鼓励通过在居民区配建公共充电车位，建立充电车位分时共享机制，为用户充电创造条件。新建住宅配建停车位应建设充电设施或预留建设安装条件。要求停车场应按标准和要求配建电动汽车充电设施。

4、加大扶持政策：一要简化规划建设审批；二要加大补贴力度，加快制定“十三五”期间充电基础设施建设财政奖励办法；三要拓宽多元融资渠道，有效整合各类公共资源为社会资本参与充电基础设施建设运营创造条件；四要加大用地支持力度；五要加大业主委员会协调力度，制定全国统一的私人用户居住地充电基础设施建设管理示范文本；六要支持关键技术研发；七要明确安全管理要求，建立安全管理体系、完善有关制度和标准。

结束语

在中国电动汽车充电站的发展是必然的，抢占先机也是企业的制胜之道。在目前的情况下，国家虽有大力倡导，各企业又蠢蠢欲动，但电动汽车走入寻常百姓家不是短期内容易做到的。国家政策可以给购车补偿、上路等，而电动汽车充电站网则无法短期建成，主要原因是给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网无法满足，必须要建专用充电网络，这涉及整个国家电网改造，国家电网大改造不是小事，耗资巨大，从讨论、立项到成网，非一朝一夕能实现。如果电动汽车普及，充电站将会是这条产业链中的重要一环。与传统汽车的加油站被石油巨头垄断相比，充电站给更多的企业提供了涉足机会。电动汽车取代传统汽车，看上去还很遥远，但各大相关央企已开始为此谋篇布局。如果电动汽车普及，充电站将会是这条产业链中的重要一环。与传统汽车的加油站被石油巨头垄断相比，充电站给更多的企业提供了涉足机会。