電動汽車充電系統(tǒng)報(bào)告匯編

1、電動汽車充電(chng din)系統(tǒng)共二十八頁 隨著我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平不斷提高，汽車保有量持續(xù)攀升。大力發(fā)展電動汽車，能夠加快燃油替代，減少汽車尾氣排放(pi fn)，對保障能源安全、促進(jìn)節(jié)能減排、防治大氣污染、推動我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國具有重要意義。充電基礎(chǔ)設(shè)施主要包括各類集中式充換電站和分散式充電樁,完善的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系是電動汽車普及的重要保障。進(jìn)一步大力推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),是當(dāng)前加快電動汽車推廣應(yīng)用的緊迫任務(wù)，也是推進(jìn)能源消費(fèi)革命的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略舉措。共二十八頁國家(guji)政策：電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施(j ch sh sh)發(fā)展指南（2015-2020）關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建

2、設(shè)獎勵的通知關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見.關(guān)于印發(fā)西安市新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)施方案(20142015年)的通知地方政策：一、政策法規(guī)共二十八頁截至2014年底,全國共建成充換電站(din zhn)780座，交直流充電樁3.1萬個，為超過12萬輛電動汽車提供充換電服務(wù)。2015年到2020年需要新建公交車充換電站3848座，出租車充換電站2462座，環(huán)衛(wèi)、物流等專用車充電站2438座，公務(wù)車與私家車用戶專用充電樁430萬個，城市公共充電站2397座，分散式公共充電樁50萬個，城際快充站842座。電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施(j ch sh sh)發(fā)展指南（2015-2020）指出：

3、共二十八頁其它政策大力度(ld)支持：新建住宅配建停車位應(yīng)100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件；大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設(shè)充電設(shè)施的車位比例不低于10%；每2000輛電動汽車至少配套建設(shè)一座公共充電站；可將單位配建充電設(shè)施情況納入節(jié)能減排考核(koh)獎勵范圍；電網(wǎng)企業(yè)不得收取接網(wǎng)費(fèi)用；個人在自有停車庫、停車位，各居住區(qū)、單位在既有停車位安裝充電設(shè)施的，無需辦理建設(shè)用地規(guī)劃許可證、建設(shè)工程規(guī)劃許可證和施工許可證；對向電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報(bào)裝接電的經(jīng)營性集中式充換電設(shè)施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價(jià)格，2020年前暫免收取基本電費(fèi)；鼓勵設(shè)立充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展專項(xiàng)基金，發(fā)行充電基礎(chǔ)設(shè)施企業(yè)債

4、券；探索利用基本養(yǎng)老保險(xiǎn)基金投資支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；到2020年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足超過500萬輛電動汽車的充電需求。共二十八頁二、現(xiàn)狀及發(fā)展(fzhn)目前，國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)充電樁的公司有奧特迅、中恒電氣、上海普天、科陸電子、國電南瑞、許繼電氣、萬馬電纜、動力源等。截至2014年底,全國共建成充換電站780座，交直流充電樁3.1萬個，為超過12萬輛電動汽車提供充換電服務(wù)。根據(jù)電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃草案可知，我國到2020年充換電站數(shù)量需達(dá)到1.2萬個，充電樁達(dá)到450萬個；電動汽車與充電設(shè)施的比例接近標(biāo)配的1:1。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的2015-2

5、020年中國電動汽車充電站行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告指出，在此要求下，預(yù)計(jì)未來六年國內(nèi)新能源汽車充電樁(站)的直接(zhji)市場規(guī)模有望達(dá)到1260億元；充電樁(站)產(chǎn)業(yè)年利潤可達(dá)18-27億元。如果未來充電設(shè)施的年建設(shè)規(guī)模達(dá)到千億元，預(yù)計(jì)充電樁(站)產(chǎn)業(yè)年利潤可達(dá)70-100億元。共二十八頁三、電動汽車充電(chng din)系統(tǒng)中心管理和數(shù)據(jù)庫層：用于和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的手機(jī)支付平臺和用戶進(jìn)行收發(fā)短信的功能；并通過下級中間管理層和遠(yuǎn)程充電樁進(jìn)行通信；充電結(jié)束，結(jié)算(ji sun)充電金額，并保存數(shù)據(jù)。中間管理層：用于管理、監(jiān)測和控制本站的充電樁的狀態(tài)及運(yùn)行過程，接收發(fā)中心管理和數(shù)據(jù)庫層

6、的指令并反饋充電樁狀態(tài)和數(shù)據(jù)，還具有打印票據(jù)的功能。終端充電設(shè)施：用于執(zhí)行充電任務(wù)，監(jiān)控充電參數(shù)，保護(hù)系統(tǒng)安全；并通過中間管理層向中心管理和數(shù)據(jù)庫層進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。共二十八頁四、電動汽車充電設(shè)施狹義：充電設(shè)施是為電動汽車提供電能的補(bǔ)給裝置；充電設(shè)施直接接入電網(wǎng)，是電網(wǎng)的一部分。廣義(gungy)：充電設(shè)施是為保證電動汽車和電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地提供電能的充電系統(tǒng)。以充電裝置為載體實(shí)現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)的互動。包括充電設(shè)備、充電站、電網(wǎng)以及延伸的土地、運(yùn)營、電價(jià)、營業(yè)模式等龐大系統(tǒng)工程。共二十八頁電動汽車充電設(shè)施分類傳導(dǎo)式：通過充電電纜連接(linji)感應(yīng)式：無線充電模式更換電池式：快速更換電池共

7、二十八頁傳導(dǎo)式充電概念：以電纜為傳輸介質(zhì)，通過電纜和插頭連接，進(jìn)行直接的電能(dinnng)傳輸。優(yōu)點(diǎn)：成本低，傳輸效率高； 缺點(diǎn)：需要人工操作，連接部分為易 損部件。關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)： 單相交流：220V/16(32)A； 三相交流：380V/32(63)A； 直流充電：0-700V/0A-幾百A；共二十八頁感應(yīng)式充電概念：又稱非接觸式充電，基于電磁感應(yīng)原理的空間范圍內(nèi)的電能無線傳輸技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：使用方便、安全程度高、減少人工操作、提高與電網(wǎng)連接率有利于未來與電網(wǎng)互動的互聯(lián)要求； 缺點(diǎn)：成本較高，技術(shù)(jsh)尚未完全成熟。關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)： 感應(yīng)式 ，共振式 共二十八頁更換電池充電概念：通過全自動或

8、半自動機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行快速電池更換；優(yōu)點(diǎn)：能源補(bǔ)給時間短、有利于合理安排充電功率、減小沖擊(chngj)負(fù)荷； 缺點(diǎn)：成本高、標(biāo)準(zhǔn)化要求高。關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)： 快速測量和定位技術(shù)； 車輛姿態(tài)識別和自動定位技術(shù)； 自動運(yùn)行和控制技術(shù)； 安全防護(hù)技術(shù)； 共二十八頁傳導(dǎo)式充電直流充電樁俗稱“快充”，固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動汽車動力電池提供直流電源的供電裝置。交流充電樁俗稱“慢充”，固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機(jī)（即固定安裝在電動汽車上的充電機(jī)）簡單來說，交流充電樁需要借助車載充電機(jī)來充電，直流快速充電樁不需要這個設(shè)備。二者在充電速度上差別較大，一輛

9、純電動汽車（普通電池容量）完全放電(fng din)后通過交流充電樁充滿需要8個小時，而通過直流快速充電樁僅需要2到3個小時。交流充電樁給電動汽車的充電機(jī)提供電力輸入，由于車載充電機(jī)的功率并不大，所以不能實(shí)現(xiàn)快速充電。直流充電樁可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實(shí)現(xiàn)快充的要求。共二十八頁直流充電(chng din)樁原理整流濾波：三相 380V 交流電源經(jīng)過整流濾波變成直流輸入電壓，供給IGBT 橋。單片機(jī)通過驅(qū)動電路(dinl)使功率開關(guān)IGBT工作把直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制的交流電壓，然后由高頻變壓器變壓隔離，最后通過輸出整流濾波得到直流，進(jìn)而對鉛酸蓄電池充電。保護(hù)電路

10、：可控的電流電壓反饋回路改變充電電流和充電電壓，通過檢測電池的端電壓，充電電流以提供單片機(jī)進(jìn)行決策。放電電路在充電電壓較高時工作，以提高電池的接受能力。輔助電路提供器件工作電源，而保護(hù)電路（過流、過壓、過溫）可以保證系統(tǒng)安全、可靠工作。數(shù)據(jù)顯示：通過單片機(jī)來顯示電量、時間等數(shù)據(jù)。直流充電樁主要有整流電路、保護(hù)電路、數(shù)據(jù)顯示電路組成，其電氣圖如下所示：共二十八頁示例(shl)：國家電網(wǎng)的直流充電樁分體式一體式分體式直流充電機(jī)是用于電動大巴車快速充電的電源裝置，充電柜安裝(nzhung)在戶內(nèi)，充電樁安裝(nzhung)在戶外。一體式直流充電機(jī)是充電柜和充電樁在一體，安放于戶外。共二十八頁交流(j

11、ioli)充電樁系統(tǒng)由LCD觸摸屏、打印機(jī)、RS485接口的電能表、漏電保護(hù)斷路器、交流接觸器、讀卡器和LED燈等基本部分組成，其電氣(dinq)原理圖如下：LCD觸摸屏可以提供友好的人機(jī)操作界面和快捷簡單的操作方式，可以顯示當(dāng)前充電狀態(tài)、充電電量和充電費(fèi)用；當(dāng)采集的電壓超過過壓保護(hù)定值或低于欠壓保護(hù)定值，充電樁停止充電；漏電保護(hù)斷路器可保證在充電過程中發(fā)生漏電等緊急故障情況下停止充電；共二十八頁供電設(shè)備插頭與插座連接后，通過供電控制裝置與電動汽車控制裝置的檢測，從而使得開關(guān)S1和S2閉合，實(shí)現(xiàn)充電。典型(dinxng)的交流充電樁控制導(dǎo)引電路如圖下：共二十八頁交流充電樁需要(xyo)借助車載

12、充電機(jī)來充電，因此減少了交流變直流部分，也使得交流充電機(jī)變得更容易安裝。車載充電機(jī)的功率不大，所以不能實(shí)現(xiàn)快速充電。常見交流充電樁有壁掛式、落地式等如下圖所示：共二十八頁感應(yīng)式充電電磁感應(yīng)式無線充電：電磁感應(yīng)初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流(dinli)，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。磁場共振式：由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。共二十八頁電磁感應(yīng)式充電應(yīng)用實(shí)例日產(chǎn)魔方電動車：采用了可在受電線圈和供電線圈之間提供電力的供電方式。即將一個受電線圈安裝在汽車的地盤上，另一個供電線圈

13、安裝在地面上。當(dāng)電動車行駛在供電線圈上方，受電線圈就可接受到供電線圈的電流。日本無線充電式混合動力巴士：電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺的混凝土中的。車開上充電臺后，當(dāng)車載線圈對準(zhǔn)供電線圈后（重合），車內(nèi)的儀表板上有一個指示燈會亮，司機(jī)(sj)按一下充電按鈕，就開始充電。共二十八頁五、充電設(shè)施(shsh)與電網(wǎng)目前充電設(shè)備主要以傳導(dǎo)式充電和快速更換(gnhun)電池為主，快速更換電池實(shí)際上也是利用傳導(dǎo)式充電技術(shù)給蓄電池充電。傳導(dǎo)式充電分為交流慢充和直流快充，目前這兩種技術(shù)比較成熟，國家也出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但無論哪種充電方式現(xiàn)在面臨的問題都是電動汽車對電網(wǎng)造成的影響。也就是說怎么解決電動汽車充電對

14、電網(wǎng)造成的影響是一個技術(shù)難點(diǎn)。電動汽車對電網(wǎng)的影響主要包括兩大方面：對電網(wǎng)負(fù)荷產(chǎn)生影響；對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。共二十八頁電動汽車對電網(wǎng)(dinwng)的影響共二十八頁六、電動(din dn)充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)電動汽車標(biāo)委TC114/SC27共有委員32人，來自電動汽車整車企業(yè)、動力蓄電池企業(yè)、電機(jī)企業(yè)、電動摩托車企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)、高校和研究所。整車標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵部件標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)電動汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)共二十八頁重要(zhngyo)標(biāo)準(zhǔn)充電接口及通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)我國國情指定的充電接口及通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已于2011年發(fā)布(fb)，2012年3月實(shí)施。充電設(shè)施關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：電動汽車交流充電樁、直流充電樁、車載傳導(dǎo)式充電機(jī)已于

15、2010年發(fā)布，電動汽車充電設(shè)備檢驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)范系列NB/T 33008與2013年發(fā)布。充電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：為統(tǒng)一規(guī)范充電站建設(shè)，啟動了充電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工及驗(yàn)收等標(biāo)準(zhǔn)的編制。換電池標(biāo)準(zhǔn)：逐步建立換電標(biāo)準(zhǔn)體系。電動汽車電池更換站通用技術(shù)要求電動汽車電池更換用電池箱電聯(lián)接器通用技術(shù)要求電動汽車快速更換電池箱通用要求計(jì)量及其它運(yùn)營維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)共二十八頁七、萬方(wnfng)能做些什么？目前以及以后一段時間，電動汽車充電設(shè)施主要以直流快速充電樁和交流慢速充電樁為主。傳導(dǎo)式充電技術(shù)也較為成熟，發(fā)展迅速。目前充電樁上市公司主要有奧特迅、上海普天、動力源、國電南瑞、許繼電氣、思源電氣、森源電氣、科陸電子等。萬方強(qiáng)

16、項(xiàng)：萬方主要從事汽車零部件尤其是機(jī)械方面(fngmin)的加工、組裝等。萬方弱項(xiàng)：萬方電器產(chǎn)品研發(fā)還處于成長期，目前研發(fā)充電樁有一定的難度。 但是從長遠(yuǎn)來看，可以和本地充電樁研制企業(yè)進(jìn)行技術(shù)、組裝合作，給陜汽新能源車供貨，逐漸增強(qiáng)自己的研發(fā)實(shí)力后可進(jìn)行獨(dú)立研發(fā)。共二十八頁八、發(fā)展(fzhn)展望電動汽車未來將逐漸由政府主導(dǎo)的公用車輛（公交、出租、環(huán)衛(wèi)等）逐漸向私人乘用車輛發(fā)展(fzhn)。充電設(shè)施也將逐漸由快充和換電池逐漸向慢充為主、快充為輔的模式發(fā)展(fzhn)。共二十八頁技術(shù)層面大功率充電：針對目前公用車輛的大量使用，大功率充電將存在一定的需求，在合理規(guī)劃的前提上發(fā)展部分大功率充電，同時需要注意其抵賴的安全性及對配電網(wǎng)可能帶來的沖擊問題；無線充電：將著重提高電能傳導(dǎo)效率、降低設(shè)備和建設(shè)成本，提高標(biāo)準(zhǔn)化程度、保證(bozhng)安全性；車對車充：V2V主要應(yīng)用于應(yīng)急充電和應(yīng)急電源；V2G、微網(wǎng)：電網(wǎng)互動、分散儲能、分布式電源。未來最終的方向?qū)⒅鸩阶呦蛞詿o線、有線慢充和輔助大功率充電的技術(shù)路線。共二十八頁內(nèi)容摘要電動汽車充電系統(tǒng)。如果未來充電設(shè)施的