民用机场新能源专用设备设施的发展现状

民用机场新能源专用设备设施的 发展现状

杜进华

贵州贵阳龙洞堡国际机场股份有限公司，贵州贵阳 550001

摘要：在全球能源危机愈演愈烈的背景下，我国借助现代新能源技术成果，大力推进电动车辆发展，以缓解快速发展中面临的能源和环保挑战。民用机场专用电动式设备是新能源技术的应用类型之一，对民用机场的经营管理有着降低能源成本、减少环境污染、提高运行效益的优势。对民用机场专业电动式设备充电桩的发展现状进行研究，是一项能促进机场专用设备提高使用效能的重要课题。本文主要分析了目前机场专用设备充电桩应用中存在的问题，并结合机场专用设备的使用需要，提出了优化改进充电桩发展的对策建议、

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民用机场地面车辆是国家第一批进行“油改电”新能源建设的试点范围，电动式专用设备在国内民用机场已经得到比较广泛应用，民用机场电动式专业设备的数量不断增加，民航服务使用的牵引车、摆渡车、客梯车和平台车等专用特种设备都基本实现电动化改造升级。为适应民用机场专业设备新能源应用需要，民用机场在公共区域、隔离区域等专用特种设备运行管理场所进行了充电桩配套建设。从调查研究中发现，电动式民用机场专用设备充电桩的配套建设还存在一些和机场高质高效运行需要不相适应之处。本文主要分析目前机场专用设备充电桩应用中存在的问题，结合机场专用设备使用需要，提出了优化改进充电桩发展的对策。

1 充电桩技术概述

1.1充电桩技术

电动式设备利用电能作为动力的优势主要有：一是相比燃油价格，充电桩使用的电能成本较低。二是相比加油站加油管理，充电桩充电的安全管理比较简单，安全风险较小，安全系数较高。三是使用燃油和使用电能相比，电动式设备不会出现燃油使用中存在的泄漏挥发气体，使用不可再生能源对地球生态带来影响，燃油设备的尾气造成大气污染等问题，具有清洁环保优势。目前为电动式设备进行充电的充电桩有直流和交流两种充电方式。交流充电桩是对交流电源进行控制，为专业设备输入的是交流电，要求使用电能作为动力的专业设备具有充电机变压整流装置。充电桩的输出功率主要受车载充电机的性能限制，目前常见的充电功率为3.3千瓦和7千瓦。交流充电桩的充电速度慢、时间长，一般称为“慢充”。直流充电桩是一种自带变压整流充电管理装置的设备，充电桩为电动式设备直接提供输入大电流的直流电。直流充电桩采用的主流输入功率为30千瓦和60千瓦，而且为提高充电速度能将直流充电模块并联使用以提高输出功率，因此被称为“快充”。

1.2电动式民用机场专用设备充电桩发展趋势

电动式专业设备替代燃油设备成为机场的主要交通工具，必须要提高电动式设备的续航能力，以实现设备连续安全可靠运行。目前影响电动式机场专业设备充电速度的因素主要是：第一是充电桩自身的输出功率大小，第二是电动式专业设备采用的电池指标，如电池密度、容量和材料，第三是电动式专业设备电池组管理系统的先进性。因此要提高电动式民用机场专用设备的应用效能，就要使用更为先进的电池技术和充电桩技术，通过不断提高电池系统的能量密度和持续使用时间。从未来发展来看，大功率充电桩能有效提高充电桩的能源输出效率，实现高倍率充电，减少充电时间和充电次数，满足机场专业设备日常运行比较繁忙的工作需要。

2 电动式民用机场专用设备充电桩建设存在的问题分析

2.1充电桩充电质量不稳定

充电桩是由桩体、电气元件等部分组成，虽然不具备太高的技术含量，但是对设备的充电稳定性要求比较高。充电桩受到安装所在地气候环境影响比较大，如温度湿度的影响、电能环境的影响等都会造成充电桩在充电过程中出现充电波动、闪变、不平衡等问题，甚至会出现充电不成功现象。这种充电质量的不稳定，直接影响电动式民用机场专用设备的正常运行，是最受关注的充电桩建设问题之一。

2.2充电桩使用大电流充电的材料和工艺不成熟

电动式民用机场专用设备日常工作量比较饱满，对设备出勤率有着比较高的要求。这就要求电动式民用机场专用设备的充电桩能实现快速充电，减少充电造成的误工时间。从充电桩技术角度上看，实现快速充电，需要提高充电桩的输出电流，要求充电桩的导体材料和接头都能适应通电时一到两百安培的工作需求。从欧姆定律可以计算得出充电导体的自身损耗会在电流平方值增大的条件下同时增加。在充电桩采用的充电电流达到一到两百安培时，必须严格控制导体材料和接头处的电阻，这样才能保证在设备充电过程中，不会因为电流增大而产生大量的热量，保证专业设备的安全可靠充电。

2.3充电桩建设的行业标准不统一

国家大力推进新能源设备的研发和工业化生产。但是电动式民用机场专用设备相比民用新能源设备具有特殊的功能,生产厂家各不相同。这导致电动式民用机场专用设备的充电桩建设受到行业标准不统一的影响较大。如电动式民用机场专用设备的充电接口、充电电压和通信协议都存在不统一的问题。现行充电接口对照国家关于电动汽车传导充电用连接装置标准，有标准和非标准两种形式，导致充电桩的接头连接也存在有的设备能用，有的不能用的情况。

3优化改进电动式民用机场专用设备充电桩发展的对策

3.1加快先进技术应用，提高充电桩可靠性

为解决充电桩快速可靠充电问题，国内企业提出了柔性充电的理念，是一种利用功率动态分配技术，采用标准充电模块组成功率更强大的充电堆，从而更加灵活动态进行充电电功率控制。如果充电设备需要的充电功率大、电流大时，可以借用其他模块来提高充电效率。如果充电设备数量比较多时，这些充电模块又可以单独分开使用为不同设备充电，这样在充电资源有限的条件下，提高充电资源共享率和利用率。电动式民用机场专用设备充电桩建设可以引入该项技术，解决专用设备集中充电和大功率充电的需求，适应机场专业设备连续工作时间长的需要。

3.2加快先进材料使用，提高充电桩充电质量

适应电动式民用机场专用设备大电流充电的需要，联合充电桩生产厂家，选用能适应几百安培电流工作需要的充电桩导体材料，保证充电桩接头处电阻降低。如采用改性塑料进行充电桩外壳的制作，满足户外气候环境变化、阻燃、耐热、耐低温等需要；采用聚酯PBT、无卤阻燃尼龙材料进行充电桩内部元件生产，采用超高玻纤材料和阻燃增强尼龙材料制作充电桩电气连接材料，保证连接的高强度、高绝缘需要。通过优秀材料的使用保证设备充电过程中，不会因电流增大而产生大量热量，保证专业设备的安全可靠充电。

3.3加快充电桩结构优化，提高充电桩通用性能

针对充电桩接口不统一的问题，可以通过设置转接盒方式，实现充电标准插口和非标插口的快速转换，方便不同专业设备的充电需要。针对充电电压不统一的问题，可以设置两个不同充电电压区间的充电机，在充电桩内部实现电压转化，满足电动工程机械设备和电动汽车充电电压区间不同的问题。

电动式民用机场专用设备充电桩发展要适应机场发展需要，以实现专用设备安全可靠、快速便捷充电为目标，通过加快先进技术应用，提高充电桩可靠性；加快先进材料使用，提高充电桩充电质量；加快充电桩结构优化，提高充电桩通用性能等措施，促进电动式民用机场专用设备迈上持续高质量发展之路。

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