中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)分析

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)分析第一節(jié)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展對(duì)充電技術(shù)的要求充電對(duì)電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)一直都是一個(gè)十分重要的組成部分，目前就是因?yàn)槌潆婋y等問(wèn)題而使用得快速推廣電動(dòng)汽車(chē)的計(jì)劃遭遇阻力，充電技術(shù)并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情，它涉及的方面很多，今天我們就專(zhuān)門(mén)對(duì)電動(dòng)車(chē)充電技術(shù)的要求作一下詳細(xì)的說(shuō)明，看看我們將來(lái)都會(huì)有哪些具體的要求。一、充電快速化首先充電的時(shí)間必須要短。雖然只要花上一定的時(shí)間就可以讓人們養(yǎng)成一個(gè)新的習(xí)慣，比如等待一段時(shí)間給電動(dòng)汽車(chē)充電，但是除了習(xí)慣的問(wèn)題以外，還有很多方面要求電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間必須要短，人們的出行時(shí)間安排，人們的生活規(guī)律等都經(jīng)不起慢節(jié)奏。電動(dòng)汽車(chē)的充電技術(shù)只有解決了快速充電的問(wèn)題才有可能讓人們更加放心地使用這種交通工具，否則它將極難進(jìn)入人們的日常生活中。二、充電通用化其次需要通用的充電接口。我們所說(shuō)的充電接口不單單指外觀上的可對(duì)接性，這只不過(guò)是其中的一小部分，還有更多的部分需要解決的是一個(gè)充電接口要能適應(yīng)不同類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)電池，要能適應(yīng)不同的配套電壓，要能適應(yīng)不同的電氣特性，未來(lái)如果需要在公共場(chǎng)合大規(guī)模布置這些裝置的話(huà)，現(xiàn)在的充電設(shè)備就完全不能滿(mǎn)足需求，因此現(xiàn)在就應(yīng)該制定相應(yīng)的規(guī)范、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)，以便將來(lái)執(zhí)行時(shí)有個(gè)參考。三、充電智能化充電技術(shù)還要做到智能化。將來(lái)的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)肯定是各種車(chē)型共存的，就只是近二十年內(nèi)普通燃油車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)、純電動(dòng)車(chē)都一定會(huì)存在，再加上新的老的車(chē)子共同存在，所以充電設(shè)備必須要做到智能地識(shí)別這些車(chē)輛同時(shí)給它們分配不同的電源，這一切的一切都要求充電技術(shù)做到智能化。四、電能轉(zhuǎn)換高效化最后充電技術(shù)應(yīng)當(dāng)做到小型化。如果將來(lái)需要大規(guī)模布置這些充電設(shè)備，那么占地問(wèn)題就一定要考慮進(jìn)去，現(xiàn)在城市里可謂是寸土寸金，充電設(shè)備能做到小一分尺寸就能節(jié)省下一大筆開(kāi)支，另外巨大的充電設(shè)備擺放在城市里也不美觀，對(duì)人們的日常生活也會(huì)帶來(lái)很大麻煩。五、充電集成化現(xiàn)在的充電設(shè)備都還太簡(jiǎn)陋，充電技術(shù)都還太簡(jiǎn)單，如果要真正做到大步推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，那么在這方面就不得不投入精力來(lái)研發(fā)提高，只有充電問(wèn)題解決了，電動(dòng)汽車(chē)才算是有了一個(gè)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。第二節(jié)電動(dòng)汽車(chē)充電模式比較不同種類(lèi)的動(dòng)力電池具有不同的充電屬性，充電方式必須與電池的充放電曲線(xiàn)進(jìn)行匹配，最佳充電屬性在０．１Ｃ～０．３Ｃ之間變化。電池系統(tǒng)額定電壓相同的情況下，最高充電電壓由于電池種類(lèi)、結(jié)構(gòu)形式上的區(qū)別也體現(xiàn)出一定的差別。對(duì)于不同種類(lèi)的電池，充電方式及電控制和管理策略也不同，因此應(yīng)根據(jù)電池的特性來(lái)確定不同的充電方法。由于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組的技術(shù)和使用特性的不同，電動(dòng)汽車(chē)的充電模式存在一定的差別。通常有常規(guī)充電、快速充電和更換電池組三種充電模式。一、常規(guī)充電常規(guī)充電是指采用小電流（０．１Ｃ～０．３Ｃ）在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池進(jìn)行慢速充電，這種充電又叫普通充電。常規(guī)蓄電池均采用小電流的恒壓恒流三段式充電，一般充電時(shí)間為１０～１２小時(shí)，最長(zhǎng)可達(dá)１５小時(shí)?！癯Ｒ?guī)充電的優(yōu)點(diǎn)：１）充電器和安裝成本較低，便于實(shí)現(xiàn)車(chē)載；２）可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本，保證充電時(shí)段電壓相對(duì)穩(wěn)定：３）充電設(shè)施體積小可攜帶，便于車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)以外的地方充電。●常規(guī)充電的缺點(diǎn)：充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足車(chē)輛緊急運(yùn)行的需求?！癯Ｒ?guī)充電的適用性：１）設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程盡可能大，能滿(mǎn)足車(chē)輛運(yùn)營(yíng)一天的需要，僅僅利用晚間停運(yùn)時(shí)間充電；２）由于常規(guī)充電以常規(guī)的電流為蓄電池充電，因此在家里、停車(chē)場(chǎng)和公共汽車(chē)站都可以進(jìn)行充電；３）常規(guī)充電站的規(guī)模一般較大，以便能夠同時(shí)為多輛電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電。二、快速充電常規(guī)充電的充電方法一般時(shí)間較長(zhǎng)，給實(shí)際車(chē)輛使用帶來(lái)許多不便?？焖俪潆娔Ｊ降某霈F(xiàn)，為電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化提供了技術(shù)支持?？焖俪潆娪址Q(chēng)應(yīng)急充電，是指以較大的電流（一般用１Ｃ～３Ｃ）在３０ｍｉｎ至２ｈ的短時(shí)間內(nèi)，為電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電的一種模式?！窨焖俪潆姷膬?yōu)點(diǎn)：１）充電時(shí)問(wèn)短，場(chǎng)地周換快；２）充電站場(chǎng)不需要大面積的停車(chē)場(chǎng)。●快速充電的缺點(diǎn)：１）充電效率較低，安裝成本和工作成本較高；２）充電電流大，對(duì)充電的技術(shù)和方法要求高，對(duì)電池的壽命有負(fù)面影響；３）充電電流大易造成電池異常，存在安全隱患。●快速充電的適用性：１）電動(dòng)車(chē)的續(xù)駛里程適中，在車(chē)輛運(yùn)行的間隙進(jìn)行快速補(bǔ)充，滿(mǎn)足車(chē)輛安全運(yùn)營(yíng)需要；２）大電流快充使充電時(shí)間大為縮短，為后續(xù)的均衡充留出足夠的時(shí)間；３）由于相應(yīng)的大電流需求會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)產(chǎn)生有害的影響，因而快速充電模式只適用于專(zhuān)用的充電站。三、機(jī)械充電 ①機(jī)械充電站的規(guī)模小型機(jī)械充電站可以結(jié)合常規(guī)充電站建設(shè)同時(shí)考慮，可以根據(jù)需要選擇更大容量的變壓器。大型機(jī)械充電站一般以80~100組充電電池同時(shí)充電配置一個(gè)大型機(jī)械充電站，主要適用于出租車(chē)行業(yè)或電池租賃行業(yè)，一天不間斷充可以完成對(duì)400組電池的充電。②充電站電力配套的典型配置（大型機(jī)械充電站）配電站2路10KV電纜進(jìn)線(xiàn)（配3*240mm電纜），2臺(tái)1600KVA變壓器，10路380V出線(xiàn)（配4*240mm電纜、50M長(zhǎng)、10回路）。第三節(jié)電動(dòng)汽車(chē)充電站的選址布局一、影響電動(dòng)汽車(chē)充電站布局的因素2.1電動(dòng)汽車(chē)充電量的總體需求電動(dòng)汽車(chē)充電量的總體需求是影響充電站布局的關(guān)鍵因素。只有充電量達(dá)到一定規(guī)模之后,充電站才可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)地大規(guī)模布點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)充電量與電動(dòng)汽車(chē)保有量及車(chē)輛的日均行駛里程、單位里程能耗水平等相關(guān)。以上海市為例,據(jù)預(yù)測(cè),到2020年電動(dòng)汽車(chē)年電力需求樂(lè)觀預(yù)測(cè)將達(dá)到73.7億kW?h,這將要求電動(dòng)汽車(chē)充電站具有相當(dāng)規(guī)模才能滿(mǎn)足車(chē)輛的充電需要。2.2電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行模式在不同的運(yùn)行模式下,電動(dòng)汽車(chē)對(duì)其續(xù)駛能力和充電時(shí)間要求也不同,從而影響著充電的方式和電能的消耗,充電站建設(shè)方式和功率需求也將受到直接影響。根據(jù)不同的用戶(hù)類(lèi)型,電動(dòng)汽車(chē)可以分為以下幾類(lèi):(1)示范區(qū)用車(chē)。如果為示范運(yùn)行配備的車(chē)輛數(shù)有限,則為了提高車(chē)輛運(yùn)營(yíng)效率,建議采用更換電池組的方式,但是這就需要增加電池組的投資;如果配備的車(chē)輛能夠滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)要求,建議采用整車(chē)充電方式,這樣就可以降低電池組的投資,減少電池更換操作造成的工作量。鑒于示范區(qū)用車(chē)數(shù)量少,運(yùn)行范圍相對(duì)集中,可以在示范區(qū)內(nèi)建立集中的大型充電站(電池更換點(diǎn)),實(shí)現(xiàn)規(guī)模化運(yùn)作。(2)集團(tuán)車(chē)隊(duì)。建議采用整車(chē)充電方式。這是由于他們的行駛里程和路徑可預(yù)估,可充分利用夜間停運(yùn)時(shí)段進(jìn)行充電,滿(mǎn)足下一次的行駛里程需要。集團(tuán)車(chē)隊(duì)一般可充分利用集團(tuán)的固定停車(chē)場(chǎng)建立充電站,主要利用夜間谷電充電。(3)社會(huì)車(chē)輛。根據(jù)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的目的采取適合的方式。比如,出租車(chē)和載客大巴車(chē),需要及時(shí)快速補(bǔ)充電能,盡量增加運(yùn)營(yíng)時(shí)間,獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,建議在始發(fā)站點(diǎn)建立專(zhuān)用充電站或電池更換點(diǎn),提高運(yùn)營(yíng)效率;用于上下班的私家車(chē),停放時(shí)間和位置相對(duì)確定,可充分利用停靠的時(shí)間進(jìn)行充電,因此,可以依托停車(chē)場(chǎng)所,建立簡(jiǎn)易充電設(shè)施提供充電服務(wù),這樣,不用興建大規(guī)模的集中充電站,可以大大降低成本。(4)微型車(chē)輛。根據(jù)個(gè)體實(shí)際情況決定采用整車(chē)充電方式或電池組更換方式的充電方式。這類(lèi)電池的容量較小,充電時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng),電池的成本較低,補(bǔ)充電能的方式只要方便使用者即可。對(duì)于充電站而言,車(chē)輛進(jìn)入充電站的運(yùn)行機(jī)制也會(huì)影響著充電站功率需求。車(chē)輛進(jìn)入充電隊(duì)列時(shí)間越集中,充電站電力負(fù)荷將越大,充電站功率需求將越大。這里特別要提及的是,電動(dòng)車(chē)應(yīng)充分利用電網(wǎng)谷電階段進(jìn)行充電,對(duì)車(chē)輛所有者而言,最大限度降低運(yùn)行成本,而電網(wǎng)公司則可借此調(diào)節(jié)電網(wǎng)的峰谷差。2.3電動(dòng)汽車(chē)能源供給方式對(duì)于能源供給方式的選擇,現(xiàn)今普遍存在整車(chē)充電系統(tǒng)(包括常規(guī)充電、快速充電兩種模式)和地面充電系統(tǒng)兩種模式。(1)整車(chē)充電系統(tǒng):常規(guī)充電蓄電池在放電終止后,應(yīng)立即充電(在特殊情況下也不應(yīng)超過(guò)24h),充電電流相當(dāng)?shù)?大小約為15A,這種充電方式稱(chēng)為常規(guī)充電(普通充電)。常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電,一般充電時(shí)間為5～8h,甚至長(zhǎng)達(dá)10至20多h。常規(guī)充電模式的優(yōu)點(diǎn)為:1)盡管充電時(shí)間較長(zhǎng),但所用功率和電流的額定值并不關(guān)鍵,因此充電器和安裝成本比較低;2)可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低充電成本;3)可提高充電效率和延長(zhǎng)電池的使用壽命。常規(guī)充電模式的主要缺點(diǎn)為充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),當(dāng)車(chē)輛有緊急運(yùn)行需求時(shí)難以滿(mǎn)足。(2)整車(chē)充電系統(tǒng):快速充電常規(guī)蓄電池的充電方法一般時(shí)間較長(zhǎng),給實(shí)際使用帶來(lái)許多不便。為了縮短蓄電池達(dá)到滿(mǎn)充狀態(tài)的時(shí)間,同時(shí),盡量降低蓄電池正負(fù)極板的極化,以提高蓄電池使用效率,國(guó)內(nèi)外一直都在不斷地研究和開(kāi)發(fā)快速充電方法和技術(shù)?？焖俪潆婋姵氐某霈F(xiàn),為純電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化提供了技術(shù)支持?？焖俪潆娪址Q(chēng)應(yīng)急充電,是以較大電流短時(shí)間在電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)的20min～2h,為其提供短時(shí)充電服務(wù),一般充電電流為150～400A?？焖俪潆娔Ｊ降膬?yōu)點(diǎn)為:1)充電時(shí)間短;2)充電電池壽命長(zhǎng)(可充電2000次以上);3)沒(méi)有記憶性,可以大容量充電及放電,在幾分鐘內(nèi)就可充電至70%～80%;4)由于充電在短時(shí)間內(nèi)(約為10～15min)就能使電池儲(chǔ)電量達(dá)到80%～90%,與加油時(shí)間相仿,因此,建設(shè)相應(yīng)充電站時(shí)可不配備大面積停車(chē)場(chǎng)。但是,相對(duì)常規(guī)充電模式,快速充電也存在一定的缺點(diǎn):1)充電器充電效率較低,且相應(yīng)的工作和安裝成本較高;2)由于采用快速充電,充電電流大,這就對(duì)充電技術(shù)方法以及充電的安全性提出了更高的要求,同時(shí)計(jì)量收費(fèi)設(shè)計(jì)也需特別考慮。(3)地面充電系統(tǒng)又稱(chēng)機(jī)械充電,通過(guò)電池租賃方式,直接更換電動(dòng)汽車(chē)的電池組。蓄電池更換站為續(xù)駛里程長(zhǎng)而又沒(méi)能及時(shí)充電的客戶(hù)提供更換蓄電池的服務(wù),對(duì)卸載下的電池采用地面充電系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充充電。這種模式下,備用電池組存儲(chǔ)空間及如何真正實(shí)現(xiàn)電池快速更換是問(wèn)題考慮的關(guān)鍵。由于電池組重量較大,更換電池的專(zhuān)業(yè)化要求較強(qiáng),更換站需配備專(zhuān)業(yè)人員借助專(zhuān)業(yè)機(jī)械來(lái)快速完成電池的更換、充電和維護(hù)。采用這種模式,具有如下優(yōu)點(diǎn):1)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)可租用充滿(mǎn)電的蓄電池,更換已經(jīng)耗盡的蓄電池,有利于提高車(chē)輛使用效率,也提高了用戶(hù)使用的方便性和快捷性;2)對(duì)更換下來(lái)的蓄電池可以利用低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低了充電成本,提高了車(chē)輛運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;3)從另一個(gè)方面看,解決了充電時(shí)間乃至蓄存電荷量、電池質(zhì)量、續(xù)駛里程長(zhǎng)及價(jià)格等難題;4)由于電池的更換、充電和維護(hù)工作由專(zhuān)業(yè)人員完成,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組中單電池的問(wèn)題,進(jìn)行維修工作,對(duì)于電池的維護(hù)工作將具有積極意義,電池組放電深度的降低也將有利于提高電池的壽命。這種模式面臨的最大障礙不是技術(shù)上的,而是管理上的,要解決的幾個(gè)主要問(wèn)題是:電池與電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)化;電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)改進(jìn)、充電站的建設(shè)和管理,以及電池的流通管理等。以上3種充電模式各有自身的特點(diǎn)和適用范圍。在實(shí)際應(yīng)用中,可以將上述三種方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,以達(dá)到每天的行駛要求,即設(shè)計(jì)車(chē)輛續(xù)駛里程適中,滿(mǎn)足車(chē)輛技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)營(yíng)的需要。在實(shí)際的運(yùn)行中,以一定的實(shí)際放電深度為基準(zhǔn),能滿(mǎn)足下一個(gè)往返需求的,則繼續(xù)行駛;電池容量不能滿(mǎn)足要求而時(shí)間允許的,可進(jìn)行快速充電;時(shí)間緊的,可進(jìn)行電池快速更換。但這種綜合運(yùn)行方案在電池剩余能量測(cè)量技術(shù)不成熟的情況下,必須建立每輛車(chē)的行駛檔案,以便估計(jì)車(chē)載電池的剩余電量情況。而多種方案相結(jié)合,對(duì)于運(yùn)營(yíng)的組織和管理也將帶來(lái)一定的難度。2.4動(dòng)力電池特性不同種類(lèi)動(dòng)力電池具有不同的充電特性,最佳充電率在0.2～2.0C之間。電池系統(tǒng)額定電壓相同的情況下,最高充電電壓由于電池種類(lèi)、結(jié)構(gòu)型式上的區(qū)別也體現(xiàn)出一定的差別。充電電流越大、充電電壓越高,單車(chē)充電功率需求越大,導(dǎo)致充電站容量需求越大。對(duì)于不同種類(lèi)的電池,充電方法及充電控制策略也不同。應(yīng)根據(jù)其電池特性不同采用不同的充電方法,如恒流法、恒壓法、恒流限壓法及特定曲線(xiàn)法等。電池組充電控制的策略,無(wú)論側(cè)重于電池安全,還是保證最佳續(xù)駛里程,或是兩者間折中,確定的充電參數(shù)都存在一定差異。2.5充電時(shí)間不同運(yùn)行模式的電動(dòng)汽車(chē)對(duì)充電時(shí)間提出了不同的要求,而充電時(shí)間的不同需要不同的充電方式來(lái)滿(mǎn)足。在對(duì)充電時(shí)間要求不高的情況下,可在停運(yùn)時(shí)間利用電力低谷進(jìn)行常規(guī)充電,延長(zhǎng)車(chē)輛的續(xù)駛里程,如夜間停止運(yùn)行的公交車(chē)輛、公務(wù)車(chē)、特種車(chē)輛或社會(huì)車(chē)輛等;在充電時(shí)間較為緊迫的情況下,需要采用快速充電或電池組快速更換及時(shí)實(shí)現(xiàn)電能補(bǔ)充,如出租車(chē)和在線(xiàn)路上運(yùn)行的公務(wù)車(chē)或社會(huì)車(chē)輛等。2.6充電場(chǎng)所及其他環(huán)境條件動(dòng)力電池充放電工作效率受充電場(chǎng)所及環(huán)境條件的影響,尤其是受環(huán)境溫度的影響。在常溫下,電池充電接受能力較強(qiáng),隨著環(huán)境溫度的降低,其充電接受能力逐漸降低。低溫時(shí)電池放電效率降低,在同樣的運(yùn)行機(jī)制和行駛里程下,車(chē)輛能耗高、電池放電深度大。同樣,在低溫下動(dòng)力電池充電效率也降低。因此,隨環(huán)境溫度降低,充電站功率需求將增加。建設(shè)充電站時(shí)應(yīng)盡可能保證其環(huán)境溫度有利于電池充電要求。2.7充電技術(shù)發(fā)展對(duì)充電站的要求(1)充電快速化在目前動(dòng)力電池不能直接提供更多續(xù)駛里程的情況下,如果能夠?qū)崿F(xiàn)電池充電快速化,從某種意義上也就解決了電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短這個(gè)致命弱點(diǎn)。對(duì)電動(dòng)車(chē)用動(dòng)力蓄電池的充電快速化要求不同于對(duì)常規(guī)蓄電池的要求,它應(yīng)具有充電時(shí)間短、充電效率高以及對(duì)蓄電池使用壽命影響小的特點(diǎn)。(2)充電通用性在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),電動(dòng)汽車(chē)用蓄電池仍將是多種類(lèi)型電池共存的局面。各種電動(dòng)汽車(chē)所采用的電池中有鉛酸電池,鋰離子電池、鎳氫類(lèi)電池,還會(huì)有其他種類(lèi)的電池。此外,即使是同一類(lèi)型的電池,也存在不同的電壓等級(jí)。公共場(chǎng)所的充電裝置必須具有適應(yīng)多種類(lèi)型蓄電池系統(tǒng)和適應(yīng)各種電壓等級(jí)的能力,即充電系統(tǒng)需要具有充電廣泛性,具備多種類(lèi)型蓄電池的充電控制算法,可與各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)上的不同蓄電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充電特性匹配,能夠針對(duì)不同的電池進(jìn)行充電。在電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)化的早期,就應(yīng)該制定相關(guān)政策措施,規(guī)范公共場(chǎng)所用充電裝置與電動(dòng)汽車(chē)的充電接口、充電規(guī)范和接口協(xié)議等。(3)充電智能化制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展及普及的最關(guān)鍵問(wèn)題之一是儲(chǔ)能電池的性能和應(yīng)用水平。與電動(dòng)車(chē)身、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制技術(shù)等方面的發(fā)展相比,電池的充、放電技術(shù)仍很落后,需要在優(yōu)化現(xiàn)有電池智能化充電方法和開(kāi)發(fā)新型高性能電池等方面努力。優(yōu)化電池智能化充電方法的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)無(wú)損電池的充電,監(jiān)控電池的放電狀態(tài),避免過(guò)放電現(xiàn)象,從而達(dá)到延長(zhǎng)電池的使用壽命和節(jié)能的目的。同時(shí),對(duì)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)的或定期自動(dòng)檢測(cè)、診斷和維護(hù),最大限度的保證電池的可靠運(yùn)行。(4)電能轉(zhuǎn)換高效化提高充電裝置的電能轉(zhuǎn)換效率,采用高效充電裝置對(duì)降低電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行能耗具有重要意義。不同類(lèi)型充電裝置機(jī)的電能轉(zhuǎn)換效率存在巨大差別。對(duì)于充電站,從電能轉(zhuǎn)換效率和建造成本上考慮,應(yīng)優(yōu)先選擇具有電能轉(zhuǎn)換效率高,建造成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)的充電裝置,如集中隔離型充電裝置等。(5)充電集成化目前電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)是作為一個(gè)獨(dú)立的輔助子系統(tǒng)而存在的,但是隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷成熟,本著子系統(tǒng)小型化和多功能化的要求,以及電池可靠性和穩(wěn)定性要求的提高,充電系統(tǒng)將和電動(dòng)汽車(chē)能量管理系統(tǒng)集成為一個(gè)整體,集成傳輸晶體管、電流檢測(cè)和反向放電保護(hù)等功能,無(wú)需外部組件即可實(shí)現(xiàn)體積更小、集成化更高的充電解決方案,從而為減少充電站的設(shè)備占地,提高充電站單位土地面積的充電服務(wù)效率。二、電動(dòng)汽車(chē)充電站的選址原則電動(dòng)汽車(chē)充電站布局包括“需求”和“可能性”兩個(gè)因素。衡量充電站需求的主要指標(biāo)是交通量與服務(wù)半徑兩個(gè)要素,決定可能性與否關(guān)鍵在于交通、環(huán)保及區(qū)域配電能力等外部環(huán)境條件與該地區(qū)的建設(shè)規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃。3.1充電站分布與電動(dòng)汽車(chē)交通密度和充電需求的分布盡可能一致交通密度是指在單位長(zhǎng)度車(chē)道上,某一瞬間所存在的車(chē)輛數(shù),一般用輛車(chē)道表示。根據(jù)定義,密度基本上是在一段道路上測(cè)得的瞬時(shí)值,它不僅隨時(shí)間的變化而變動(dòng),也隨測(cè)定區(qū)間的長(zhǎng)度而變化。為此,常將瞬時(shí)密度用某總計(jì)時(shí)間的平均值表示。該區(qū)域的電動(dòng)汽車(chē)交通密度越大,說(shuō)明在區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量越大,從而對(duì)充電站點(diǎn)的需求也會(huì)越大。充電需求是指一定數(shù)量的電動(dòng)汽車(chē)在特定時(shí)間和特定地點(diǎn)對(duì)充電的需求。充電需求和交通密度密切相關(guān),但又受到電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行方式的制約。例如,對(duì)于電動(dòng)公交車(chē)來(lái)說(shuō),其起(終)點(diǎn)站為其充電需求區(qū)域,會(huì)增加其運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路上的電動(dòng)汽車(chē)交通密度;企業(yè)班車(chē)以企業(yè)所在地為其充電需求區(qū)域,會(huì)增加其行駛線(xiàn)路上的電動(dòng)汽車(chē)交通密度。充電站網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量控制應(yīng)考慮與充電需求的分布盡可能保持一致,應(yīng)與各區(qū)域的電動(dòng)汽車(chē)交通密度成正比。3.2充電站的布局應(yīng)符合充電站服務(wù)半徑要求電動(dòng)汽車(chē)充電站的分布可以參考建設(shè)部《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》(1995)中的加油站服務(wù)半徑規(guī)定,結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)自身的運(yùn)行特點(diǎn)以及各區(qū)域的計(jì)算服務(wù)半徑按實(shí)際需要設(shè)定。由于各交通區(qū)域的交通密度不一樣,反映充電站網(wǎng)點(diǎn)密度的服務(wù)半徑也各不相同。動(dòng)力電池的續(xù)駛能力是影響充電站服務(wù)半徑的另一大因素。目前,電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的理論單次充電行駛里程在150～200km左右,實(shí)際上,考慮電池的壽命老化、交通擁堵等現(xiàn)實(shí)因素,從保證電動(dòng)汽車(chē)使用者連續(xù)行駛角度出發(fā),充電站的服務(wù)半徑應(yīng)以電動(dòng)汽車(chē)單次充電行駛里程100km(甚至更短)計(jì)算。只有這樣才能有效保障電動(dòng)汽車(chē)的持續(xù)行駛能力。3.3充電站的設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足城市總體規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃要求充電站布局是對(duì)不同區(qū)域的充電站需求條件分析后得出的結(jié)果,但是充電站具體選址定點(diǎn)還須考慮其實(shí)施的可能條件。充電站的選址定點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地區(qū)建設(shè)規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃,以網(wǎng)點(diǎn)總體布局規(guī)劃為宏觀控制依據(jù),經(jīng)過(guò)對(duì)布局網(wǎng)點(diǎn)及其周?chē)貐^(qū)規(guī)劃選址方案的比較,確定網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置用地。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,充電站的設(shè)置應(yīng)有與城市規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃相匹配的統(tǒng)籌規(guī)劃。政府應(yīng)對(duì)充電站的建設(shè)應(yīng)采取市場(chǎng)準(zhǔn)入制度,根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃及電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用情況對(duì)充電站布局建設(shè)做出科學(xué)規(guī)劃安排,防止出現(xiàn)“一窩蜂”的重復(fù)投資現(xiàn)象,減少投資浪費(fèi)。3.4充電站的設(shè)置應(yīng)充分考慮本區(qū)域的輸配電網(wǎng)現(xiàn)狀電動(dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)營(yíng)時(shí)需要高功率的電力供應(yīng)支撐,在進(jìn)行充電站布局規(guī)劃時(shí),應(yīng)與電力供應(yīng)部門(mén)協(xié)調(diào),將充電站建設(shè)規(guī)劃納入城市電網(wǎng)規(guī)劃中。城市電網(wǎng)規(guī)劃是城市電網(wǎng)發(fā)展和改造的總體計(jì)劃。將充電站布局規(guī)劃納入到城市電網(wǎng)規(guī)劃中,可以提高充電站電能供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性,為充電站運(yùn)營(yíng)提供可靠的電力供應(yīng)保障。另外,由于電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備是一種非線(xiàn)性負(fù)荷,工作時(shí)產(chǎn)生的諧波電流很高,諧波注入電網(wǎng)會(huì)造成電能質(zhì)量降低等負(fù)面影響。在充電站快速短時(shí)充電時(shí),由于負(fù)荷變化太快,沖擊電壓也可能對(duì)電網(wǎng)造成影響。這些都需要在建設(shè)充電站時(shí)予以考慮。以上海地區(qū)為例,據(jù)預(yù)測(cè),到2020年電動(dòng)汽車(chē)年電力需求樂(lè)觀預(yù)測(cè)將達(dá)到73.7億kW?h。因此,未來(lái)的電力配送體系和充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)能支撐電動(dòng)汽車(chē)巨大的電能需求。同時(shí),電動(dòng)汽車(chē)充電量的需求也將影響著供電系統(tǒng)中充電方式及導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)電器和變壓器等設(shè)施的選擇,以保證供電系統(tǒng)安全運(yùn)行。3.5充電規(guī)劃應(yīng)充分考慮電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)隨著國(guó)家強(qiáng)力推動(dòng),電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)足發(fā)展。在進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電站布局規(guī)劃時(shí)應(yīng)充分考慮到電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用對(duì)充電站建設(shè)的推動(dòng)作用,規(guī)劃應(yīng)具有前瞻性和全局性,應(yīng)留有潛力,能夠適應(yīng)未來(lái)數(shù)年內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展要求。以充電機(jī)整流模塊(PUM)設(shè)計(jì)為例,目前該模塊的安裝尚無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從技術(shù)上看,既可以安裝在車(chē)內(nèi),也可集成于地面充電機(jī)內(nèi)。作為充電設(shè)施供應(yīng)商,從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō),當(dāng)然希望將PUM安裝在車(chē)內(nèi),這樣可以簡(jiǎn)化充電機(jī)設(shè)計(jì),并且降低生產(chǎn)成本。但車(chē)內(nèi)安裝PUM將占用車(chē)輛空間,降低車(chē)輛的有效載荷,同時(shí),這部分成本將轉(zhuǎn)嫁到電動(dòng)汽車(chē)使用者一方,提高了消費(fèi)者購(gòu)車(chē)成本,不利于電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用。三、電動(dòng)汽車(chē)充電站的規(guī)劃總結(jié)電動(dòng)汽車(chē)充電站是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展所必須的基礎(chǔ)設(shè)施。布局合理的電動(dòng)汽車(chē)充電站規(guī)劃對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的普及發(fā)展將起到不可替代的作用。在國(guó)內(nèi),電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)還處于萌芽階段,對(duì)城市范圍內(nèi)的充電站布局規(guī)劃研究剛剛起步。第四節(jié)電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)一、電動(dòng)汽車(chē)充電站的結(jié)構(gòu)組成充電站按照功能可以劃分為四個(gè)子模塊：配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車(chē)充電一般分為三種方式：普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電，可以使用220V或380V的電壓?？焖俪潆姸酁橹绷鞒潆姟３潆娬局饕O(shè)備包括充電機(jī)、充電樁、有源濾波裝置、電能監(jiān)控系統(tǒng)。建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)由三部分組成，下面分別進(jìn)行介紹：1、建設(shè)充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)管理平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式管理，例如電動(dòng)汽車(chē)信息、購(gòu)電用戶(hù)信息、資產(chǎn)信息等。2、建設(shè)充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，用于對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充放電及購(gòu)電用戶(hù)的充值進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理。3、建設(shè)充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)查詢(xún)平臺(tái)，用于對(duì)管理平臺(tái)及運(yùn)營(yíng)平臺(tái)產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合查詢(xún)圖表：電動(dòng)汽車(chē)充電站的結(jié)構(gòu)組成資料來(lái)源：極數(shù)據(jù)咨詢(xún)(需要最新數(shù)據(jù)或者其他報(bào)告的大人，——極數(shù)據(jù)咨詢(xún)tony)

整理、行業(yè)相關(guān)協(xié)會(huì)二、電動(dòng)汽車(chē)充電站基礎(chǔ)設(shè)施的功能為適應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)的廣泛使用，政府相關(guān)部門(mén)與企業(yè)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的流量與續(xù)航里程，在交通線(xiàn)路上設(shè)置具有適當(dāng)間距、數(shù)量足夠的電動(dòng)汽車(chē)充電站。所建設(shè)的充電站至少應(yīng)具備補(bǔ)充能源（主要為電能）和提供維修服務(wù)兩大基本功能，并配備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)完成這項(xiàng)工作。在充電站的基礎(chǔ)設(shè)施方面，需配備電力輸入設(shè)備（接口與纜線(xiàn)）、快速充電機(jī)、電能輸出設(shè)備線(xiàn)路（接口與纜線(xiàn)）、動(dòng)力源性能檢測(cè)與診斷儀器、專(zhuān)用滅火器材以及電動(dòng)汽車(chē)零配件等。此外，還應(yīng)與電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力源供應(yīng)商通力合作，為有更換需要的電動(dòng)汽車(chē)提供備用動(dòng)力源。充電站必須正確選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)電器及變壓器等設(shè)施，以保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。需要準(zhǔn)確分析電動(dòng)汽車(chē)的電能需求，這對(duì)未來(lái)不同區(qū)域的電力配送、負(fù)荷預(yù)測(cè)具有意義。因此，在設(shè)計(jì)充電機(jī)時(shí)，應(yīng)以電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力源充電功率需求為基礎(chǔ)。同時(shí)，充電站建設(shè)必須考慮每臺(tái)充電機(jī)所需功率，按照點(diǎn)東莞汽車(chē)充電運(yùn)行機(jī)制及每臺(tái)車(chē)的功率需求變化曲線(xiàn)進(jìn)行分析，最終根據(jù)市場(chǎng)上電動(dòng)汽車(chē)的類(lèi)別與運(yùn)行規(guī)律安排充電站建設(shè)和對(duì)應(yīng)的充電模式。此外，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行充電站通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，實(shí)現(xiàn)充電站運(yùn)行與管理的智能化，也是一項(xiàng)有意義的工作。電動(dòng)汽車(chē)充電站主要由配電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和充電站監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。其中，配電系統(tǒng)主要完成將高壓交流電壓變?yōu)榕c充電裝置相適應(yīng)的低壓直流電或380V(220V)交流電。電動(dòng)汽車(chē)電池調(diào)度系統(tǒng)用來(lái)服務(wù)可更換電池的電動(dòng)汽車(chē)，包括電池存儲(chǔ)、電池更換、電池維修。三、充電站外部接入方式的影響因素充電站的外部接入方式受到許多因素的影響，包括供電可靠性、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)成本等。(1)供電可靠性要求供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，是考核供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。反映了電力工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)電能需求的滿(mǎn)足程度，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。充電站的外部接入在電力安全方面應(yīng)滿(mǎn)足供電可靠性要求。⑵建設(shè)規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)規(guī)模是指充電站的占地面積、電力負(fù)荷容量、電壓等級(jí)、站內(nèi)充電機(jī)的型號(hào)數(shù)量等。這些因素直接影響到外部接入的電力設(shè)備選型。充電站建設(shè)規(guī)模越大，對(duì)外部接入的要求也越高。⑶建設(shè)成本電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)成本是指充電站在投入使用前的所有建設(shè)費(fèi)用和投入的總和。其中，電力外部接入建設(shè)費(fèi)用占有一定的比例。在保障供電運(yùn)行可靠性和靈活性要求的基礎(chǔ)之上，充電站的外部接入應(yīng)選建設(shè)成本低、經(jīng)濟(jì)性好的電氣接線(xiàn)方式及配電設(shè)備。四、各類(lèi)充電站的外部接入方式⑴獨(dú)立設(shè)施獨(dú)立充電設(shè)施包括多為商業(yè)運(yùn)營(yíng)，充電終端數(shù)目多，其停電影響比較大，可考慮由兩回路電源供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)(兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所)。從供用電的安全可靠性及充電站投資成本兩方面綜合考慮，可采取雙路高壓電源進(jìn)線(xiàn)單母線(xiàn)分段的外部接線(xiàn)方式。⑵獨(dú)立設(shè)備對(duì)于獨(dú)立充電設(shè)備，如居民小區(qū)停車(chē)場(chǎng)、社會(huì)停車(chē)場(chǎng)等處安裝的電動(dòng)汽車(chē)充電終端等，其供電可靠性要求要低于獨(dú)立充電設(shè)施，并且從實(shí)際情況考慮，往往不具備條件新建專(zhuān)門(mén)的供電變壓器等，只能利用原有的供電配套設(shè)施進(jìn)行改造。必須根據(jù)充電設(shè)備安裝點(diǎn)現(xiàn)有的負(fù)荷容量來(lái)考慮，包括谷電的負(fù)荷。具體方案應(yīng)根據(jù)實(shí)際的供電設(shè)施、小區(qū)的建筑環(huán)境具體來(lái)確定。五、充電站電力配套資金的投入⑴常規(guī)充電①典型常規(guī)充電站的規(guī)模根據(jù)目前電動(dòng)汽車(chē)常規(guī)充電的數(shù)據(jù)資料，一般以20~40輛電動(dòng)汽車(chē)來(lái)配置一個(gè)充電站，這種配置是考慮充分利用晚間谷電進(jìn)行充電，缺點(diǎn)是充電設(shè)備利用率低。在高峰時(shí)也考慮充電，則可以60~80輛電動(dòng)來(lái)配制一個(gè)充電站，缺點(diǎn)是充電成本上升，增加高峰負(fù)荷。②充電站電力配套的典型配置（前提充電柜具有諧波等處理功能）a方案：建造配電站設(shè)計(jì)2路10KV電纜進(jìn)線(xiàn)（配3*70mm電纜），2臺(tái)500KVA變壓器，24路380V出線(xiàn)。其中二路為快速充電專(zhuān)用出線(xiàn)（配4*120mm電纜、50M長(zhǎng)、4回路），二路為機(jī)械充電或備用出線(xiàn)，其余為常規(guī)充電出線(xiàn)（配4*70mm電纜、50M長(zhǎng)、20回路）。b方案：設(shè)計(jì)2路10KV電纜線(xiàn)（配3*70mm電纜），設(shè)置2臺(tái)500KVA用戶(hù)箱變，每臺(tái)箱變配4路380V出線(xiàn)（配4*240mm電纜、20M長(zhǎng)、8回路），每路出線(xiàn)設(shè)置一臺(tái)4回路電纜分支箱向充電柜供電（配4*70mm電纜、50M長(zhǎng)、24回路）。⑵快速充電①典型快速充電站的規(guī)模根據(jù)目前電動(dòng)汽車(chē)快速充電的數(shù)據(jù)資料，一般以同時(shí)向8輛電動(dòng)汽車(chē)充電來(lái)配置一個(gè)充電站。②充電站電力配套的典型配置a方案建造配電站設(shè)計(jì)2路10KV電纜進(jìn)線(xiàn)（配3*70mm電纜），2臺(tái)500KVA變壓器，10路380V出線(xiàn)（配4*120mm電纜、50M長(zhǎng)、10回路）。b方案設(shè)計(jì)2路10KV電纜線(xiàn)（配3*70mm電纜），設(shè)置2臺(tái)500KVA用戶(hù)箱變，每臺(tái)箱變配4路380V出線(xiàn)，供充電站（配4*120mm電纜、50M長(zhǎng)、8回路）。⑶機(jī)械充電①機(jī)械充電站的規(guī)模小型機(jī)械充電站可以結(jié)合常規(guī)充電站建設(shè)同時(shí)考慮，可以根據(jù)需要選擇更大容量的變壓器。大型機(jī)械充電站一般以80~100組充電電池同時(shí)充電配置一個(gè)大型機(jī)械充電站，主要適用于出租車(chē)行業(yè)或電池租賃行業(yè)，一天不間斷充可以完成對(duì)400組電池的充電。②充電站電力配套的典型配置（大型機(jī)械充電站）配電站2路10KV電纜進(jìn)線(xiàn)（配3*240mm電纜），2臺(tái)1600KVA變壓器，10路380V出線(xiàn)（配4*240mm電纜、50M長(zhǎng)、10回路）。⑷便攜式充電①別墅具備三相四線(xiàn)表計(jì)，獨(dú)立的停車(chē)庫(kù)，可以利用已有的住宅供電設(shè)施，從住宅配電箱專(zhuān)門(mén)放一路10mm2或16mm2的線(xiàn)路至車(chē)庫(kù)的專(zhuān)用插座，來(lái)提供便攜式充電電源。②一般住宅具有固定的集中停車(chē)庫(kù)，一般要求地下停車(chē)庫(kù)（充電安全考慮），可以利用小區(qū)原有的供電配套設(shè)施進(jìn)行改造，必須根據(jù)小區(qū)已有的負(fù)荷容量來(lái)考慮，包括谷電的負(fù)荷。具體方案應(yīng)根據(jù)小區(qū)的供電設(shè)施、方案以及小區(qū)的建筑環(huán)境具體來(lái)確定。第五節(jié)電動(dòng)汽車(chē)充電站的運(yùn)作一、綜述目前，隨著電動(dòng)汽車(chē)迅猛發(fā)展，與電動(dòng)汽車(chē)相配套的充電站正成為一種新興產(chǎn)業(yè)，各種資本正競(jìng)相進(jìn)入該領(lǐng)域。國(guó)家電網(wǎng)已將電動(dòng)汽車(chē)充電站并入智能電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，率先宣布2010年將在全國(guó)27個(gè)城市建設(shè)充電站網(wǎng)絡(luò)，擬建公用充電站75座、交流充電樁6209臺(tái)以及部分電池更換站。南方電網(wǎng)也在大規(guī)模鋪開(kāi)充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，據(jù)了解，僅深圳市2009～2015年要興建250個(gè)充電站，12500個(gè)充電樁，共需采購(gòu)設(shè)備5億元，其中充電設(shè)備價(jià)值約3.39億元（扣除變配電設(shè)備）。除了兩大電網(wǎng)公司外，兩大能源央企（中石化和中石油）也開(kāi)始布局充電站市場(chǎng)。然而，“一項(xiàng)新的、先進(jìn)的技術(shù)或方法不能指望潛在的消費(fèi)者能夠廣泛地認(rèn)識(shí)到它所謂的顯而易見(jiàn)的利益，它是一個(gè)社會(huì)過(guò)程，涉及到人的價(jià)值觀、消費(fèi)習(xí)慣、生活經(jīng)驗(yàn)甚至是人際關(guān)系影響，它是整個(gè)社會(huì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化的過(guò)程?！币虼?，一項(xiàng)新的產(chǎn)業(yè)僅有技術(shù)的創(chuàng)新是不夠的，它還需要商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新。技術(shù)進(jìn)步只是產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的外在表現(xiàn)，基于制度基因的商業(yè)模式的創(chuàng)新才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在我國(guó)，電動(dòng)汽車(chē)充電站的業(yè)務(wù)才剛剛起步，運(yùn)營(yíng)模式還沒(méi)形成，各個(gè)相關(guān)的利益群體對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的傾向也不盡相同。根據(jù)國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)充電站的實(shí)際情況來(lái)看，根據(jù)技術(shù)與充電方式的不同，電動(dòng)汽車(chē)充電站的運(yùn)營(yíng)模式基本上可以分為“整車(chē)充電”與“電池更換”兩種模式。二、整車(chē)充電模式1.1整車(chē)充電模式思想整車(chē)充電模式是很多國(guó)家研究試驗(yàn)的重點(diǎn)，這種模式把電池與車(chē)輛作為一個(gè)整體來(lái)考慮，其規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵是能夠研制生產(chǎn)出“容量大、成本低、充電快、壽命長(zhǎng)”的電池產(chǎn)品，在便捷性上滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，具體又包括常規(guī)充電和快速充電兩種類(lèi)型。1.1.1常規(guī)充電蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電，充電電流相當(dāng)?shù)停笮〖s為15A，這種充電叫做常規(guī)充電（普通充電）。常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時(shí)間為5～8h，甚至長(zhǎng)達(dá)10至20多個(gè)小時(shí)。盡管充電時(shí)間較長(zhǎng)，但因?yàn)樗霉β屎碗娏鞯念~定值并不關(guān)鍵，因此充電器和安裝成本比較低；可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本；可提高充電效率和延長(zhǎng)電池的使用壽命。這種充電方式通常適用于：設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程盡可能大，需滿(mǎn)足車(chē)輛一天運(yùn)營(yíng)需要，僅僅利用晚間停運(yùn)時(shí)間充電?，F(xiàn)階段技術(shù)條件下，電池的續(xù)駛里程大約為200km，像私家車(chē)、市內(nèi)環(huán)衛(wèi)車(chē)、企業(yè)商務(wù)車(chē)等車(chē)輛日均行駛里程都在電池的續(xù)駛里程范圍之內(nèi)，均可采用常規(guī)充電的方式。1.1.2快速充電快速充電又稱(chēng)應(yīng)急充電，是以較大電流短時(shí)間在電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)的20min至2h內(nèi)（具體的充電時(shí)間由電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的接收能力而定），為其提供短時(shí)充電服務(wù)，一般充電電流為150～400A。充電時(shí)間短；充電電池壽命長(zhǎng)（可充電2000次以上）；沒(méi)有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘內(nèi)就可充70%～80%的電；由于充電在短時(shí)間內(nèi)（約為10～15min）就能使電池儲(chǔ)電量達(dá)到80%～90%，與加油時(shí)間相仿，使電動(dòng)汽車(chē)使用起來(lái)非常方便。這種充電方式適用情況為：電動(dòng)汽車(chē)的日平均里程大于電池的續(xù)駛里程即200km，即在車(chē)輛運(yùn)行的間隙進(jìn)行快速補(bǔ)充電，來(lái)滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)需要；比如公交車(chē)、出租車(chē)等車(chē)輛它們的日平均行駛里程在300km左右，則還有100km左右的電量需要在峰、平時(shí)段通過(guò)快速充電的方式進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)然也可以采用更換電池的方式來(lái)進(jìn)行能量的補(bǔ)給。1.2整車(chē)充電模式的運(yùn)營(yíng)及盈利方式透析電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)充電模式中的常規(guī)充電和快速充電的盈利方式是一樣的，只是向用戶(hù)所收取的充電費(fèi)用不同而已。該模式運(yùn)營(yíng)需要行業(yè)方方面面的企業(yè)和個(gè)人的參與，主要包括電動(dòng)汽車(chē)制造商、電池生產(chǎn)商、中間運(yùn)營(yíng)商（建站企業(yè)）、能源供給企業(yè)及充電站、電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)及政府部門(mén)。該模式在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中首先是能源供給企業(yè)通過(guò)向中間運(yùn)營(yíng)商（建站企業(yè)）支付一定的建站費(fèi)用來(lái)建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電站。當(dāng)用戶(hù)來(lái)充電站對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)能源供給企業(yè)及充電站向用戶(hù)收取一定的充電費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的盈利。能源供給企業(yè)及充電站利潤(rùn)值=（用戶(hù)的充電費(fèi)用+政府部門(mén)建站補(bǔ)貼）-（電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)費(fèi)+電動(dòng)汽車(chē)充電站日常運(yùn)營(yíng)費(fèi)）。1.3整車(chē)充電的管理與繳費(fèi)整車(chē)充電的管理與繳費(fèi)是通過(guò)刷卡的形式進(jìn)行的。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)可通過(guò)能源供給企業(yè)提供的IC卡進(jìn)行汽車(chē)充電繳費(fèi)。目前，電動(dòng)汽車(chē)充電電價(jià)還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，不過(guò)各省市可以按當(dāng)?shù)仄胀ㄉ虡I(yè)用電其他類(lèi)別收取。當(dāng)用戶(hù)需要充電時(shí)，將IC卡置于插卡口內(nèi)，充電樁根據(jù)IC卡內(nèi)的信息進(jìn)行用戶(hù)身份確認(rèn)，得到確認(rèn)后提示用戶(hù)進(jìn)行正確的連接；然后用戶(hù)把充電樁上的充電槍與車(chē)輛進(jìn)行連接，同時(shí)在充電樁操作界面上進(jìn)行充電參數(shù)設(shè)定，選擇充電模式（定量充電、定金額充電、自動(dòng)充滿(mǎn)）等；當(dāng)用戶(hù)完成設(shè)定工作并啟動(dòng)充電后，充電樁執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)讀取、記錄等處理工作，并控制電氣回路為輸出連接器加電；充電過(guò)程啟動(dòng)后，用戶(hù)取走IC卡，充電樁自動(dòng)進(jìn)行充電及相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)量、記錄處理；當(dāng)充電過(guò)程達(dá)到結(jié)束條件后，充電樁停止充電。當(dāng)用戶(hù)再次刷卡后，操作界面顯示完整的充電信息，提示用戶(hù)斷開(kāi)充電樁與車(chē)輛的連接，并進(jìn)行有關(guān)費(fèi)用結(jié)算操作，打印收費(fèi)單據(jù)等（在此時(shí)如果用戶(hù)直接把卡取走而不進(jìn)行費(fèi)用的結(jié)算，那么在用戶(hù)下次進(jìn)行充電時(shí)，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)扣掉上次充電應(yīng)交的充電費(fèi)用，否則不再給當(dāng)前用戶(hù)進(jìn)行充電服務(wù)）。二、更換電池模式2.1更換電池模式思想更換電池模式也稱(chēng)租賃電池模式，是一種把車(chē)輛與電池分開(kāi)考慮的思路。用戶(hù)只購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)，由專(zhuān)門(mén)的電池租賃公司負(fù)責(zé)電池的購(gòu)買(mǎi)、租賃、充電、快速更換及管理?？梢宰層脩?hù)像“汽車(chē)加油”一樣方便地得到能源供給。它的運(yùn)營(yíng)模式是通過(guò)各個(gè)電池更換站集中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的電池充電，電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)需要補(bǔ)充能源時(shí)，可以非常方便地到任意一個(gè)更換站更換充好的電池。2.2更換電池模式的運(yùn)營(yíng)及盈利方式透析電動(dòng)汽車(chē)更換電池模式的運(yùn)營(yíng)與整車(chē)充電模式的運(yùn)營(yíng)所需要參與的企業(yè)和個(gè)人是一樣的，在上面已經(jīng)具體的給出在這不再一一介紹。能源供給企業(yè)及換電站利潤(rùn)值=（用戶(hù)的所用電費(fèi)+電池租賃費(fèi)+賣(mài)廢舊電池所得利潤(rùn)+政府部門(mén)補(bǔ)貼）-（電池購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用+電池更換站建設(shè)費(fèi)+電池維護(hù)費(fèi)用+電池更換站日常運(yùn)營(yíng)費(fèi)），具體的運(yùn)營(yíng)過(guò)程如圖3所示，其具體的運(yùn)營(yíng)過(guò)程包括電池的租賃、電池的更換、電池的維護(hù)和電池的回收。2.2.1電池租賃能源供給企業(yè)購(gòu)買(mǎi)電池后通過(guò)向中間運(yùn)營(yíng)商（建站企業(yè)）支付一定的建站費(fèi)用來(lái)進(jìn)行更換站的建設(shè)。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)“裸車(chē)”后，去電池更換站辦理相應(yīng)的“租賃手續(xù)”及交一定的租金就能使電動(dòng)汽車(chē)投入使用。租賃的手續(xù)及租金由相關(guān)部門(mén)協(xié)商而定，對(duì)于租金可以肯定的是，因?yàn)閾Q給消費(fèi)者的是一塊充滿(mǎn)電的電池，加上一些其他成本，租賃電池的價(jià)格肯定要比消費(fèi)者自己在家充電貴，但是絕對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油的費(fèi)用。用戶(hù)在電池的使用過(guò)程中不僅要交租金，每次更換電池時(shí)根據(jù)電池電量的消耗情況用戶(hù)還要向電池更換站交納相應(yīng)的所用電費(fèi)。2.2.2電池的快速更換為了使得更換更加快捷，需要更換電池的車(chē)輛進(jìn)站之前應(yīng)向站臺(tái)提出電池更換請(qǐng)求，以便站臺(tái)調(diào)度安排停車(chē)位置、通知電池更換庫(kù)準(zhǔn)備整車(chē)更換電池并運(yùn)至更換電池區(qū)、準(zhǔn)備卸載設(shè)備。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)站后，根據(jù)調(diào)度指令將車(chē)開(kāi)到更換電池區(qū)準(zhǔn)確位置，準(zhǔn)備更換電池。在更換電池前，必須仔細(xì)翻閱車(chē)載監(jiān)控裝置故障記錄，檢查車(chē)輛電池在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中是否故障。如果有故障記錄，則記錄故障信息（包括故障位置和類(lèi)型）。然后清除故障記錄。然后進(jìn)行更換電池，首先斷開(kāi)整車(chē)的高低壓供電，然后才能卸載電池。卸載的時(shí)候，將故障電池和無(wú)故障電池分開(kāi)擺放。對(duì)于故障電池箱，將故障電池和故障信息一并送維護(hù)車(chē)間，無(wú)故障的電池箱送充電區(qū)充電。卸載完畢后，將已經(jīng)準(zhǔn)備好的電池裝車(chē)。接通整車(chē)的高低壓供電，再進(jìn)行一次故障診斷，確保更換完電池之后整車(chē)運(yùn)行正常后將車(chē)駛出更換電池區(qū)。2.2.3電池的維護(hù)當(dāng)電池在使用過(guò)程中，個(gè)體電池的容量會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不均衡的現(xiàn)象。這樣在電池串聯(lián)充電時(shí)，只要有一只電池的充電電壓達(dá)到最高限制電壓，就要立即停止充電，而此時(shí)電壓較低的個(gè)體電池還處于欠充狀態(tài)；反過(guò)來(lái)在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中，只要有一只電池