电动汽车充电设施建设思考

摘 要 随着电动汽车越来越多地走进人们的生活，关于电动汽车的一些未来发展问题也越来越被重视。电动汽车充电基础设施的建设是影响电动汽车市场化发展的一个重要因素，然而，现今的充电基础设施建设却非常滞后。文章首先分析影响我国充电基础设施建设的几个主要因素，然后对部分充电设施的功能进行介绍和分析，并对其未来建设提出了几点建议，同时，文章提出未来的研究方向主要是关于电动汽车基础设施建设的网点布局问题。

关键词 电动汽车；充电设施

中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0014-02

最近几年，虽然电动汽车已经越来越被大众熟知，但仍然没有大范围地进入人们的日常生活。关于这个问题的原因，已经有研究证明，除了电动汽车的电池技术有待提高之外，电动汽车充电基础设施的完善程度也极大地影响着人们的购买选择。

从“十一五”开始，我国逐步加大对电动汽车充电设施的建设力度，按照“示范、试点、培育”三个层面，循序渐进，逐步发展电动汽车的应用市场。作为电动汽车行业的领军企业，国家电网早在2006年就开始在部分城市进行充电站的试点建设，目前，国家电网正在加快与各级地方政府合作，加快充电站的建设进度，同时也在停车场、住宅区等地方建立大量充电桩。此外，中石油、中海油等大型能源公司也纷纷开始建设各自的电动汽车充电站，电动汽车充电基础设施建设的被重视程度正在逐步提升。

本文在分析我国充电设施建设主要影响因素的基础上，通过对部分主要充电基础设施的介绍和分析，提出了对其建设的几点思考和建议，同时也为未来充电站网点选址布局的进一步研究提供了方向。

1 电动汽车充电基础设施建设的主要影响因素分析

1.1 充电设施要满足用户需求

首先，对电动汽车用户来说，其用电需求具有显著的移动性和多样性。用户希望能够在不同的时间、不同的地点都能够方便、及时地充电。同时，因为现行的电动汽车种类繁多，且用户在不同的情况下可能会采取不同的充电方式，所以建设充电设施要充分考虑用户的不同需求，并尽量满足。

同时，充电设施的建设还要满足现有的用户充电量的总需求。用户充电量的总需求要考虑现有的电动汽车保有量、电动汽车的日均行驶里程以及每单位里程的耗电水平等。

1.2 充电设施要满足不同充电时间的需要

电动汽车现行充电模式主要包括常规充电、快速充电和机械充电，其充电所需的时间从几十分钟到几个小时不等。在快速充电时，用户希望电动汽车能够随到随充，需要足够多的即时充电设备；在常规充电时，充电时间较长，那么需要足够的停车空间和稳定的充电时长；在机械充电时，电动汽车到达后要先换下用完的蓄电池，需要配备专业的换电人员和换电设备，同时，换下的电池组应该可以在用电低谷时段进行充电，那么就需要足够大的电池充电和储存空间。

1.3 充电设施要充分考虑场所和环境条件

电池的充放电工作由于涉及到溶液电阻、电解液浓度差、电化学反应等一系列的物理和化学反应，因而极容易受到充电场所环境条件的影响，如温度、湿度等。因此，在建设充电设施时，要充分考虑周围的环境条件。同时也要安装一些调控设备，监控电池工作时的内部状态和环境条件。

1.4 充电设施建设要考虑电动汽车未来的发展趋势和发展空间

在当前阶段，大型电动汽车尚未大量普及到普通人们的日常生活中，现在被大量使用的是一种类似于摩托车的小型电动车，因此，现在对民众开放的主要是小型的充电桩，大型的充电站一般只对国家、企业等开放。然而，根据汽车的未来发展趋势预测，电动汽车会成为未来人们的主要代步工具，逐渐进入到人们的日常生活中。因此，在建设充电设施时，除了要考虑满足人们的现有需求外，也要充分考虑电动汽车未来的发展空间，要构建一个长远的充电设施建设布局网络。

1.5 充电设施建设要考虑一些特殊因素

电动汽车充电设施的建设除了要考虑以上这些必需因素，还有一些特殊的因素在建设时也应该被考虑进去。例如，现在市场上被广泛使用的一种电动汽车是老年代步车，因为其用户主要是老年人，而老年人对于新兴的电子设备的接受和使用能力较低，并且有一些老年人身体可能有部分残疾，那么在建设充电设施时要充分考虑到这类用户的特殊需求，比如配备专门的人员为这类人群服务等。

1.6 充电设施建设要考虑建设经济因素

任何基础设施的建设都要受到建设成本的限制。要建立一个完善的充电设施网络，除了要考虑满足用户的现有需求和未来的发展空间，还要考虑充电站的建设成本、运营成本以及投资回收期等。在满足以上条件的情况下，建设时要尽可能地降低成本，争取更大的利益。

2 关于充电基础设施建设的思考

2.1 充电模式

电动汽车的充电模式影响着其充电基础设施的建设，根据电动汽车电池组的不同特性，现今主要存在着以下几种充电模式。

1）常规充电模式。常规充电，也叫普通充电，顾名思义，是一种比较常用的电动汽车充电模式，是指在蓄电池放完电后，立即进行充电的模式。常规充电的充电电流相对较低，充电时间一般较长，正常情况下在5 h-8 h，甚至可能达到10 h-20 h。

2）快速充电模式。快速充电，又称应急充电，是在非常短的时间内，以较大的电流为电动汽车快速充电的一种充电模式。充电时间一般较短，在20分钟内就可充到70%-80%的电。

3）机械充电模式。机械充电其实就是换电模式，在电动汽车电池用完之后，直接更换新的充满电的电池组，换下的电池组可以利用电力低谷时段进行充电，能够降低充电的成本。

2.2 充电桩

充电桩是一种小型的充电设备，硬件设备和占地面积都比较小，因此其选点布局非常灵活，覆盖面积也可以很广泛。到目前为止，我国已经有非常多的城市建设了大量的充电桩。其建设分布比较分散，一般在住宅区、停车场等停车较为集中的地方。

充电桩的充电功率很小，对电网的供电要求也较低。但是一般只能采用普通充电的方式，充电过程缓慢，充电时间较长。因为充电桩的功率较小，一般可以直接接入现有的供电系统，但也极容易收到电力使用高峰和低谷的影响，稳定性相对较差。

在当前电动汽车尚未大量普及的情况下，充电桩的建设具有非常重要的意义，既不占据大量的地理空间，对电网的冲击也较小，又能够及时满足部分用户的需要。同时，充电桩的操作比较简单，用户一般可以自行操作，那么其充电的便捷性和收费情况就比较受到用户重视。

在未来，为了推进电动汽车的市场化发展，商家在销售电动汽车时，可以为用户提供在其住宅区或停车区建设充电桩的服务。这样既能满足用户的需求，也能够促进电动汽车的市场推广。当然，在建设时要考虑充电设施的网络整体布局，也需要供电部门和政府的协助。

2.3 充电站

充电站的规模一般较大，类似于现有的加油站，包括了大量的充电和供电设备。理想中的充电站应该可以提供快充、慢充和换电等多种服务，能够满足用户的各种需求。同时，充电站的建设也应该符合当前市场情况，并能够适用于电动汽车的长远发展趋势和需求。

充电站一般应包括以下子系统。

1）充电系统：包括充电机、充电桩和换电设备等，应该能够满足用户不同的充电需求。充电系统也要配备简单方便的计费系统，便于用户使用和查询。换下来的电池组应该有足够的充电和储存空间，可以在用电低谷时段进行充电。

2）供电系统：即配电系统，包括变压器、配电柜等。供电系统应该能够为充电站提供稳定的电量供应，同时减少配电站对电网的冲击。

3）监控系统：除了对充电站的外部环境进行安保监控之外，还要对电池充电的内部过程进行监控。因为在电池充电过程中，温度等一些环境参数的变化会极大地影响电池的工作效率和使用寿命。

4）滤波系统：动力电池充放电过程中产生的谐波不仅会影响到电池充放电的工作效率，而且会响充放电设备的工作寿命，因此充电站中的滤波装置非常重要。

5）其他系统：除了以上的子系统之外，充电站还应该有一些其他的系统，例如为客户提供服务的后勤系统，存放蓄电池的储存空间，为电池提供检修服务的维修系统等。甚至还可以在充电站附近建立电动汽车电池的营销网络，进一步促进电动汽车的市场化发展。

在当前的情况下，电动汽车尚未普及到普通民众的生活中，已经建设好的充电站也大部分是面向政府或企业等大型客户。因此，在现行的充电站建设中，主要考虑的因素是建设的成本问题，希望能够在满足需求的情况下尽可能地降低建设成本，如建立在地价比较便宜的偏远地方等。

而在未来，电动汽车必然会越来越多地走进人们的生活，成为未来人们的主要代步工具，那么以后充电站的建设不仅要考虑到建设成本，更要考虑到对用户需求的满足，要尽可能地方便用户进行充换电业务。

从以上介绍中可发现，虽然电动汽车的充电站功能类似于现有的加油站，但是其提供的服务类型更复杂，占地面积也更广。未来电动汽车会大范围普及，也就需要建立更多的充电站，那么关于未来电动汽车充电站的选址布局就是一个值得深入研究的问题。现有的部分研究参考了加油站的建设布局，这是一个很好的思考方向，但是我们在研究中，也要注意到充电站的建设相比于加油站的复杂性，要充分考虑到电网的承载能力和电动汽车的运输里程等限制，要努力构建出一个既能满足当下需求，又具有发展空间的充电站布局网络。

3 结束语

在电动汽车的不同发展阶段，配套充电设施的建设重点和主要考虑因素也有所不同。然而，电动汽车成为未来汽车发展的主流趋势也是毋庸置疑的，因此，在建设充电设施时，除了要考虑当下电动汽车的发展情况，也要对未来的电动汽车市场进行合理的预测，并根据这个预测趋势进行充电设施的基础建设，并在电动汽车市场的不断发展中，对其充电设施的网络布局进行合理地补充和完善。

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