電動(dòng)汽車充電站建設(shè)與應(yīng)用

電動(dòng)汽車充電站建設(shè)與應(yīng)用第1頁/共43頁主要內(nèi)容Main2023/4/192

1.充電站建設(shè)現(xiàn)狀SituationofChargingStationConstruction

2.

充電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)KeytechnologiesofChargingStationConstruction

3.

項(xiàng)目啟動(dòng)情況InitiationofProjects

第2頁/共43頁2009、2010?

?

?121路公交線—14輛車，28臺(tái)充電機(jī)

121busline,14EVs,28chargers

密云開發(fā)區(qū)—10余輛車，10臺(tái)充電機(jī)

MiyunIndustrialDevelopmentZone,over10EVs,10chargers

20082004奧運(yùn)會(huì)充電站世界最大55輛純電動(dòng)大巴，多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)

ChargingStationforOlympicGames55EVbuses,thelargestscaleintheworld,Severalinnovativetechnologies四惠大型永久純電動(dòng)公交車充電站

large-scalepermanentEVchargingstationinSihui

航天橋、白云觀純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車充電站

EVsanitationchargingstationinHangtianQiao、BaiyunGuan

……宏圖future跨越develop起步Start北京市Beijing

國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation北京市科委示范充電站多種電能補(bǔ)給模式，國內(nèi)首個(gè)包含光伏、儲(chǔ)能的微網(wǎng)系統(tǒng)

DemonstrationchargingstationofBeijingMunicipalScienceandTechnology,

Variousenergysupplymode,TheFirstmicro-gridsystemwithphotovoltaicandenergystorageinChina.第3頁/共43頁北京121路電動(dòng)公交客車充電站

BeijingBus121ChargingStation

28臺(tái)30kW42023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第4頁/共43頁北京奧運(yùn)大巴充電站

EVBusChargingStationforOlympicGames

240臺(tái)7～9kW52023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第5頁/共43頁北京純電動(dòng)乘用車示范充電站

BeijingDemonstrationChargingStationofPureElectricPassengerVehicles

多種供電方式Variousmodeofpowersupply25kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)

25kWpphotovoltaicpowergenerationsystem50kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)

50kWhenergystoragesystem多種電能補(bǔ)給模式Variousmodeofcharging

慢充Slowcharging

快充Fastcharging62023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第6頁/共43頁北京純電動(dòng)乘用車示范充電站

BeijingDemonstrationChargingStationofPureElectricPassengerVehicles

72023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第7頁/共43頁8上海市Shanghai2023/4/19

以奧運(yùn)會(huì)充電站為模板followtheOlympicGamesasatemplate

車輛更多（120輛）規(guī)模更大moreVehicles(120)largerscale

多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)升級(jí)Manyupgradedkeytechnology

運(yùn)營管理方式升級(jí)upgradedOperationsmanagement

世博會(huì)充電站ChargingStationforExpo

電力公司投資建設(shè)、面向不同用戶需求TheinvestmentofthepowercompaniesFordifferentuserneeds

超前設(shè)計(jì)理念A(yù)dvanceddesignconcepts

無人值守全天候運(yùn)行UninterruptedandUnattendedrunning

先進(jìn)計(jì)量、計(jì)費(fèi)管理方式Advancedmeteringandbillingmanagement

上海市漕溪充電站ShanghaiCaoxiChargingStation

國網(wǎng)公司世博會(huì)展示內(nèi)容DemonstrationintheExpooftheStateGridCorporation

智能電網(wǎng)的重要組成部分Animportantcomponentofsmartgrid

國內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)計(jì)思路leadingdesignconceptinChina

上海市V2G示范充電站ShanghaiV2Gdemonstrationchargingstation

國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第8頁/共43頁上海電力公司漕溪充電站

ChargingStationofShanghaiMunicipalElectricPowerCompanyinCaoxi

92023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第9頁/共43頁上海世博會(huì)充電站

ShanghaiChargingStationforExpo

上海世博會(huì)充電站102023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第10頁/共43頁天津充電站

TianjinChargingStation

112023/4/19

純電動(dòng)、混合動(dòng)力PEVHEV

電力公司參與Powercompanies

純電動(dòng)車輛

PEV

示范運(yùn)行Demonstration

泰達(dá)公交TaidaBus

市區(qū)公交UrbanBus國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第11頁/共43頁河南鄢陵花木園充電站

Yanling

HuamuyuanChargingStationsinHenan122023/4/19國內(nèi)充電站現(xiàn)狀SituationofChargingStation第12頁/共43頁13工作成果Achievements工藝設(shè)計(jì)ProcessDesign技術(shù)咨詢TechnicalAdvisory參與標(biāo)準(zhǔn)制定Participationinstandard-setting

奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)、天津、漕溪、鄢陵等Olympics,Expo,Tianjin,Caoxi,Yanling,etc.

公交公司、電力公司、設(shè)計(jì)院等多家單位Publictransportcompanies,powercompanies,designinstitutesetc.

天津、上海、河南等電力公司PowerCompanyofTianjin,ShanghaiandHenan

國家標(biāo)準(zhǔn)、國外公司標(biāo)準(zhǔn)Nationalstandards,standardsforforeigncompanies

工作成果Achievements2023/4/19第13頁/共43頁14工作成果Achievements整體解決方案TotalSolution前沿趨勢(shì)研究ResearchinCutting-edgetrends

充電站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)方案Planning,design,systemsolutionsofChargingstation

充電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等Chargingequipment,monitoringsystems,etc.

計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等MeteringandBillingSystem

V2G、微網(wǎng)系統(tǒng)、智能電網(wǎng)等V2G,Micro-Grid,andSmartGrid

工作成果Achievements2023/4/19第14頁/共43頁主要內(nèi)容Main2023/4/1915

1.充電站建設(shè)現(xiàn)狀SituationofChargingStationConstruction

2.

充電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)KeytechnologiesofChargingStationConstruction

3.

項(xiàng)目啟動(dòng)情況InitiationofProjects

第15頁/共43頁關(guān)鍵技術(shù)KeyTechnologies162023/4/19充電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)KeyTechnologies優(yōu)化配置能源補(bǔ)給OptimalAllocationofenergysupplies

計(jì)費(fèi)計(jì)量MeteringandBilling

監(jiān)控系統(tǒng)MonitoringSystem

諧波分析HarmonicAnalysis

充電站規(guī)劃布局LayoutoutofChargingStation

維護(hù)系統(tǒng)MaintenanceSystem

配電容量DistributionCapacity

成組應(yīng)用PackApplications

充電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

KeyTechnologiesofChargingStation

Construction

第16頁/共43頁深入研究工作FurtherResearch動(dòng)力電池能源補(bǔ)給模式研究

Studyofenergysupplymodeofdynamicbattery

能源補(bǔ)給方式適用性TheApplicabilityoftheEnergySupplyMode

電池快速充電技術(shù)FastChargeTechnologyofDynamicBattery

動(dòng)力電池更換策略ReplacementTactics

ofDynamicBattery

淘汰電池篩選方法和篩選系統(tǒng)研究

Researchonmethodandselectionoffadedbatteryselection

電池的梯級(jí)利用CascadeUtilizationoftheBattery

鋰離子動(dòng)力電池篩選方法和設(shè)備

MethodsandEquipmentofLithium-ionBatteryselection

充電站及車輛的綜合監(jiān)控與運(yùn)營調(diào)度體系研究

ResearchonsystemofintegratedmonitoringofChargingstationandvehicle,andschedulingandoperation

充電站及車輛綜合監(jiān)控與運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SystemTopology

控制策略、測(cè)試平臺(tái)ControlStrategies,TestPlatform

通信規(guī)約CommunicationProtocol

深入研究FurtherResearch2023/4/1917第17頁/共43頁動(dòng)力電池能源補(bǔ)給模式研究

Studyofenergysupplymodeofdynamicbattery

2023/4/1918主要能源補(bǔ)給方式：電池更換、車載充電、地面常規(guī)充電、地面快速充電；Primaryenergysupplymode：Batteryexchange,on-boardcharger,groundnormalcharging,fastcharging；純電動(dòng)公交大巴和大、中型純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車：由于其特殊的定點(diǎn)定線運(yùn)行、大密度發(fā)車、電池容量大等特點(diǎn)，電池更換是比較適合的能源補(bǔ)給模式。但是這種類型的充電站占地面積大，對(duì)電網(wǎng)容量要求高，設(shè)備投資大；EVbuses,largeandmedium-sizedelectricsanitationvehicles：

Becauseofitsuniquecharacteristicsoffixedpointandfixed-lineoperation,bigdensityofstartingout,largebatteriescapacity,etc.thebatteryexchangeisamoreappropriatemodeofenergysupply.

Butthiskindofchargingstationcoversalargearea,requiresahighgridcapacityandalargeinvestmentinequipment；

深入研究FurtherResearch第18頁/共43頁動(dòng)力電池能源補(bǔ)給模式研究

Studyofenergysupplymodeofdynamicbattery

2023/4/1919純電動(dòng)乘用車和小型純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車：充電方法目前還沒有形成體系，如果采用分散式的整車充電方式，占地少，對(duì)電網(wǎng)增容壓力不大；由于節(jié)省了更換設(shè)備和備用電池，設(shè)備投資也能大幅度降低。由于現(xiàn)有的充電技術(shù)尚未解決快速充電問題，致使充電時(shí)間較長。Electricpassengervehiclesandsmallelectricsanitationvehicles：

Asthechargingmethodhasnotyetbeensystemized,ifdecentralizedvehiclechargingmethodisadopted,itcoverslessareaandposeslesspressureonthegrid;duetosavedexchangeequipmentandsparebatteries,equipmentinvestmentcanbesignificantlyreduced.

Astheexistingchargingtechnologyissuesyettoberesolvedoffastcharging,chargingtime。

深入研究FurtherResearch第19頁/共43頁電池梯級(jí)利用與篩選

Cascadeutilizationandselectionofthebattery

2023/4/1920電池的回收和再利用：鋰離子電池容量衰減到80%后，就不能在電動(dòng)汽車中使用；Batteryrecyclingandreuse:Lithium-ionbatterycannotbeusedinEVwhenitscapacityfadedto80%

；電池再利用價(jià)值：通過電池的梯級(jí)利用，將電池應(yīng)用到其他類領(lǐng)域，至少降低車用動(dòng)力電池購置成本20%；Batteryreusevalue:throughcascadeuseofthebattery,batterycanbeappliedtootherfields,thustheacquisitioncostofbatteryofEVcouldbereduced20%atleast；

深入研究FurtherResearch第20頁/共43頁電池梯級(jí)利用與篩選

Cascadeutilizationandselectionofthebattery

2023/4/1921儲(chǔ)能應(yīng)用：通過電池的大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用，可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行削峰填谷，降低充電站負(fù)荷的波動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的影響；

EnergyStorageApplications:throughlarge-scaleenergystorageapplicationsofbattery,thepeakandvalleyloadofthegridcouldbeshifted;thiscouldreducethefluctuationsoftheloadandtheimpactonthepowergrid；電池篩選：通過梯級(jí)利用電池的容量衰減規(guī)律對(duì)淘汰電池進(jìn)行合理篩選，將參數(shù)處于同一水平的電池進(jìn)行合理配組，能夠有效的提高車輛淘汰電池容量利用率，延長車輛淘汰電池的繼續(xù)使用壽命。

Batteryselection:usingthecascadedecaylawofthebatterycapacitytoselectbattery,andgroupingbatterywithparametersofthesamelevel,couldeffectivelyimprovethecapacityutilizationofthefadedbattery,andtoextendthelifeoffadedbattery

。

深入研究FurtherResearch第21頁/共43頁充電站及車輛的綜合監(jiān)控與運(yùn)營調(diào)度體系研究

2023/4/1922

深入研究FurtherResearchResearchonsystemofintegratedmonitoringofChargingstationandvehicle,andschedulingandoperation第22頁/共43頁智能電網(wǎng)SmartGrid

發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

2023/4/1923

按照國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)2020年，僅上海市的電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模就可達(dá)到約35萬輛，必將成為不可忽視的分布式儲(chǔ)能單元。Accordingtodevelopingplanofthenationalnewenergyautomotiveindustry,electricvehiclemarketofShanghaiisexpectedtoreachabout35millionin2020,Itwouldbecomeadistributedenergystorageunitswhichcannotbeignored.

電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能單元接入電網(wǎng)已成為“智能電網(wǎng)”的重要組成部分。

Electricvehicleshavebecomeanimportantcomponentof"smartgrid"toaccessgridasadistributedenergystorageunit

.

德國、美國等發(fā)達(dá)國家已開展V2G（VehicletoGrid）相關(guān)技術(shù)研究。

Germany,theUnitedStatesandotherdevelopedcountrieshaveundertakenstudiesrelatedtoV2G(VehicletoGrid)technology.

第23頁/共43頁V2G概況V2GSituation2023/4/1924

V2G指電動(dòng)車輛的能量在受控狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向交換

V2Greferstoachieveofatwo-wayexchangebetweentheenergyofelectricvehiclesandthegridinacontrolledstate.

接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車數(shù)量足夠多，可以作為可移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能裝置，用于：

IfthenumberofEVsaccesstothegridislargeenough,theycouldbedistributedasaremovablestoragedevice,for:

V2G對(duì)未來電動(dòng)汽車商業(yè)模式將產(chǎn)生重大影響

V2GwillhaveamajorimpactonthefuturebusinessmodelofEVsV2G要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，最總依賴于電池技術(shù)的進(jìn)步。（更長的循環(huán)壽命，更大的比能量）ThecommercialapplicationofV2Gdependsonthebatterytechnology.

(Longercyclelife,greaterenergyratio)

調(diào)峰Gridbalancingservices

旋轉(zhuǎn)備用Spinningreserves

新能源介入newenergyaccess發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

第24頁/共43頁2023/4/19V2G概況V2GSituation目前V2G相關(guān)研究與示范都在美國PresentresearchanddemonstrationofV2GisallintheU.S.

美國特立華大學(xué)UniversityofDelaware

美國特立華大學(xué)Kempton教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，正在開展V2G試點(diǎn)研究InAmerica,theteamledbyProfessor,KemptonofUniversityofDelaware

,arecarryingoutpilotstudiesofV2G；

2007年10月，成功將一輛ACPropulsion“eBox”（ToyotaScion改裝車）SuccessfullyrefittedaACPropulsion“eBox”inOct.2007；接入電網(wǎng)并接受調(diào)度命令connectedtogridandreceivedispatchingcommand

車輛作為調(diào)峰發(fā)電設(shè)備theVehiclesbehavedasgridbalancingequipment25發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

第25頁/共43頁2023/4/19V2G概況V2GSituation

PG&E：一定數(shù)量的豐田普銳斯PHEV在GOOGLE園區(qū)示范PG&E:acertainnumberoftheToyotaPriusPHEVdemonstrationintheGOOGLEPark

XcelEnergy：6輛福特EscapeXcelEnergy:6FordEscape

其他研究V2G的機(jī)構(gòu)有：國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室，Warwick大學(xué)OtherinstitutionsresearchingV2Gare:NationalRenewableEnergyLaboratory,WarwickUniversity開展V2G示范的電力公司有ThepowercompaniescarryingdemonstrationofV2Gare:

26發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

第26頁/共43頁2023/4/1927微網(wǎng)系統(tǒng)Micro-GridSystem分布式儲(chǔ)能DistributedGeneration&Storage光伏新能源Renewable電動(dòng)汽車ElectricVehicle電表AdvancedMetering控制接口網(wǎng)絡(luò)Internet智能用戶端設(shè)備SmartEnd-UseDevices發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

第27頁/共43頁充放電站微網(wǎng)ChargeandDischargeStationMico-grid2023/4/1928發(fā)展趨勢(shì)developmenttrend

photovoltaicChargeanddischargestationImportantloadcommonload第28頁/共43頁主要內(nèi)容Main

2023/4/1929

1.充電站建設(shè)現(xiàn)狀SituationofChargingStationConstruction

2.

充電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)KeytechnologiesofChargingStationConstruction

3.

項(xiàng)目啟動(dòng)情況InitiationofProjects

第29頁/共43頁目前進(jìn)展ProjectSituation充電站供電方式和充電機(jī)比較

ComparisonofChargingStationPowerSupplyModeandCharger

充電站的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

OptimalDesignofChargingStation充電站與電網(wǎng)的相互影響

InteractionofChargingstationandgrid

2023/4/1930目前進(jìn)展ProjectSituation第30頁/共43頁充電站供電方式

ChargingStationPowerSupplyMode

收集資料、比較直流供電和交流供電的充電站系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

Collectinginformation,comparingthesystemtopologyofDCandACpoweredchargingstation;分析充電站的供電方式與充電機(jī)的主電路結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

Analysisoftherelationshipbetweenthepowersupplymodeofchargingstationandthemaincircuitstructureofcharger.2023/4/1931目前進(jìn)展ProjectSituation第31頁/共43頁2023/4/1932供電方式PowerSupplyMode直流供電DCSupply交流供電ACSupply第32頁/共43頁充電機(jī)結(jié)構(gòu)

chargerstructure建立了一般高頻充電機(jī)（不控整流橋的充電機(jī)）單臺(tái)充電機(jī)仿真模型，并進(jìn)行了驗(yàn)證；

Establishedandverifiedsimulationmodelofasingleconventionalhigh-frequencycharger;建立了十二脈波整流充電機(jī)單臺(tái)充電機(jī)仿真模型。

Establishedsimulationmodelofasingle12-pulserectifiercharger.2023/4/1933目前進(jìn)展ProjectSituation第33頁/共43頁2023/4/1934充電機(jī)模型ChargerModel單臺(tái)充電機(jī)接入系統(tǒng)仿真模型Simulationmodelofasinglechargerconnectedtogrid

第34頁/共43頁2023/4/1935不控整流充電機(jī)仿真模型SimulationModelofuncontrolledrectifiercharger

充電機(jī)模型ChargerModel第35頁/共43頁2023/4/1936十二脈波整流充電機(jī)單臺(tái)充電機(jī)仿真模型SimulationModelofasingle12-pulserectifiercharger

充電機(jī)模型ChargerModel第36頁/共43頁充電站的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

OptimalDesignofChargingStation

建立了充電站直流供電方式中DC-DC斬波器的仿真模型，并搭建了實(shí)驗(yàn)電路，計(jì)算并初步驗(yàn)證了該部分的功率損耗及運(yùn)行效率；

EstablishedsimulationmodelofDC-DCchopperinDCpoweredchargingstation,builttheexperimentalcircuit,calculatedandvalidatedthepowerlossandefficiencyofthispart;建立了兩種供電方式中DC-AC逆變電路的仿真模型，并搭建了試驗(yàn)樣機(jī)，目前正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證理論上對(duì)該部分通態(tài)損耗分析相關(guān)結(jié)果；

EstablishedsimulationmodelofDC-ACinvertercircuitintwomodesofpowersupply,andbuiltanexperimentalprototype.Currentlyconductinganexperimenttovalidatetheresultoftheon-statelossanalysiscalculatedintheory;2023/4/1937目前進(jìn)展ProjectSituatio