国网宜兴市供电公司 214206
一、电动汽车
1、电动汽车概况
电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。电动汽车诞生于1873年，比内燃机汽车还早13年。但是受电池和驱动控制系统的局限，其发展远远落后于内燃机汽车。
上个世纪70年代，石油危机使主要工业国家认识到发展电动汽车的重要性，以美、日为代表的国家开始了电动汽车的开发热潮，并在许多关键技术的基础研究上取得成果。
按照驱动方式不同，可以把电动汽车分为纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力电动汽车三类。
（1）纯电动汽车
纯电动汽车是由蓄电池供电，电动机驱动汽车前进。纯电动汽车行驶时的零排放，受到了高度重视，被认为是本世纪城市交通工具的首选。十九世纪以来，世界各地就一直运行着各式各样的纯电动汽车，英国保有的纯电动汽车目前居世界首位。
本次规划的电动汽车指的就是纯电动汽车。
（2）混合动力电动车
混合动力电动车通常是指既有内燃机又有电动机驱动的车辆。按内燃机与电动机的连接方法又可以分为并联式和串联式。近年来推出的混联式，它将现有内燃机、电动机与一定容量的储能器件通过先进的控制系统相结合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以通过发电机吸收内燃机功率不能完全被利用时，多余的部分功率和车辆制动的能量返回储能器件存储。这样可以大幅度降低油耗，减少污染物排放。
（3）燃料电池汽车
是将燃料电池中的化学能直接转化为电能，效率达到60%-80%，是普通内燃机热效率的数倍，基于氢源的燃料电池技术的发展，使电动汽车脱离了传统的以电方式补充能量的方式，而采用加入“燃料”的方式补充能源，使电动汽车使用范围不受充电设施的限制。
2、电动汽车的发展
（1）我国电动汽车产业背景
随着我国社会经济的发展，能源安全问题日益凸显。我国一次能源消耗中油气能源消耗占逐年提高，2014年我国能源消耗总量36.2亿吨标准煤，其中石油和天然气分别占一次能源消费总量的18.9%和5.5%，进口原油2.8亿吨，石油对外依存度达58%。2014年，全国汽车保有量为1.2089亿辆，增长14.3%。据预测，到2020年我国汽车对石油的消耗将达到全国石油消耗总量的55%。新能源汽车发展对降低我国石油消耗，减少进口石油依赖起到积极作用，实现交通领域能源利用的多元化和清洁化。
新能源汽车发展是环境保护的需要。近年来，我国环境问题异常突出，全国大范围出现的雾霾等天气，对我国社会民生造成极大影响，环境保护、节能减排成为共识。在我国机动车尾气排放污染是城市空气的主要污染源，尾气排放污染约占到总污染物的79%。据国家统计局有关数据，大气污染造成的。环境与健康损失约占全国GDP的7%，机动车尾气污染已非常严重。汽车行业如何实现节能减排或使用清洁能源的各种解决方案引起政府、汽车制造商的注意。新能源汽车发展是我国汽车产业发展需要。
（2）国内外电动汽车发展概况
清洁能源部长会议(Clean Energy Ministerial)下属的电动汽车倡议(Electric Vehicles Initiative，简称：EVI)近日发布《2015年全球电动汽车及充电基础设施展望》。报告称，截至2014年年底，共有66.5万辆电动汽车上路，EVI的16个成员国对电动汽车的相关投资高达160亿美元。从2012年以后，全球电动汽车市场急速飙升，到2014年的两年之间就增加了约18万辆。全球电动汽车增长最快的三个国家是美国(39%)、日本(16%)和中国(12%)。汽车电气化呈现多元化发展，4.6万辆电动客车和2.35亿辆两轮电动车也加入其中。中国就是最突出的多车型联运革命先锋，截至2014年，共有2.3亿辆电动自行车、8.3万辆电动汽车和3.65万辆电动客车行驶在路上。
二、充电设施
1、充电设施概况
电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发，其中能源供给系统是指充电基础设施，供电、充电和电池系统及能源供给模式。充电系统为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。
根据提供电能方式的不同，可以分为直流充电和交流充电。根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，电动汽车的充电模式存在一定的差别。对于充电方案的选择，现今普遍存在常规充电、快速充电和电池组快速更换系统三种模式。
（1）常规充电
蓄电池在放电终止后，应立即充电(在特殊情况下也不应超过24h)，充电电流相当低，大小约为15A，这种充电叫做常规充电(普通充电)。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5-8小时，甚至长达10至20多个小时。
因为所用功率和电流的额定值并不关键，因此常规充电的充电器和安装成本比较低;可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本;可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，有紧急运行需求时难以满足。
（2）快速充电
常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150～400A。
快速充电充电时间短;充电电池寿命长(可充电2000次以上);没有记忆性，可以大容量充电及放电，在几分钟内就可充70%～80%的电;由于充电在短时间内(约为10-15分钟)就能使电池储电量达到80%-90%，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站时可不配备大面积停车场。但是，相对常规充电模式，快速充电也存在一定的缺点：充电器充电效率较低，且相应的工作和安装成本较高;由于采用快速充电，充电电流大，这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求，同时计量收费设计也需特别考虑。
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（3）机械充电
机械充电也就是换电池，即电池组快速更换。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。
电动汽车用户可租用充满电的蓄电池，更换已经耗尽的蓄电池，有利于提高车辆使用效率，也提高了用户使用的方便性和快捷性;对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行经济性;解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题;可以及时发现电池组中单电池的问题，进行维修工作，对于电池的维护工作将具有积极意义，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。
按照充电对象的不同，可以把充电设施分为3类：
（1）自用充电设施，即私人用户自用的充电桩设施；
（2）专用充换电设施，即专为小区、单位等特定范围内车辆提供充换电服务的充换电设施，以及专为公交、环卫等特定行业的新能源汽车提供充换电服务的充换电设施；
（3）公共充换电设施，即向社会公众车辆开放经营的充换电设施。
本次规划的公共充电站以快速充电桩为主，按照场地实际情况配备相应比例的常规慢速充电桩。
2、充电设施发展概况
（1）国外充电设施发展概况
目前，世界传统汽车生产强国，如美国、日本、德国、等国都积极进行电动汽车的研发、生产和推广，电动汽车已经成为现阶段世界公认的发展方向。国外电动汽车充电设施研究和建设概况如下：
美国：充电设施运营公司ChargePoint在其本土设立的充电站达到18，000个，当前每隔8秒钟就有一位电动车车主采用ChargePoint充电设施为车辆补充电能。迄今为止，该公司的充电设施为美国节约了470万加仑(约合1，779万升)汽油，对大气层减少3，470万磅(约合15，739.7吨)温室气体，车辆的无燃油续航里程达到1.12亿英里(约合1.80亿千米)。2014全年，美国插电式电动车累计总销量为96，602辆，2015年则为53，392辆，同比大涨80.9%，占美国轻型车新车总销量的0.62%比例。
日本：把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容。在2010年4月出台的《新一代汽车战略2010》中明确了“基础设施建设战略”，提出了政府支持的“预备期”，民间企业自律、有效地推进充电设施建设“正式推广期”的充电设施的发展模式。提出于2020年前在全国建成200万个普通充电站5000个快速充电站的目标。
（2）国内充电设施发展概况
近年来，我国电动汽车产业在政府、企业、科研院所及行业组织的积极努力和推动下，快速发展。经过多年的努力，我国的电动汽车由弱变强，走过了从功能样车、性能样车、产品样车到小批量生产的历程，并在国际汽车市场上也已拥有了一定的地位。同时，我国在北京、深圳、武汉、杭州等城市进行电动汽车示范运营，探索了商业化运行模式，建立了示范运营技术服务体系和政策支撑体系。国内各省市纷纷建立了电动汽车充电站支持电动汽车产业的发展。
①北京：早在2008年北京奥运会前夕，北京市就建设了国内第一座能够为50辆纯电动大巴车提供充电服务的集中式充电站。北京按照5000辆商用车和30000辆乘用车的充电需求，布局规划电动汽车充电站，同时启动了小营、四惠、航天桥等大型充电站建设项。目前，北京共有纯电动车辆已突破2万辆，2015年 7月上牌纯电动汽车中，超过80%是个人用车，达到1400多辆。新建的自用充电桩数量也在快速增长，7月建设数量已达5月的近两倍。目前，北京市全市累计已建成约1500个社会公用充电桩，50%以上布局在四环路以内，60%以上布局在五环路以内。
②上海：2009年，上海电力公司在徐汇区建设的酒溪充电站通过国家有关部门验收，所建设的充电设施能够满足可插电混合动力电动汽车和纯电动汽车等各类电动车辆的充电需求。该项目建设了 9个充电车位，其中4个位于临街路边。目前，该项目的充电站尚未面向社会开放，但是已经为电动公交车、上海市政府班车、公司移动式电力营业厅、电力工程车等电动汽车提供了充电服务。
③深圳：2006年，一直走在中国新能源汽车前列的汽车制造商比亚迪公司在深圳建设了深圳第一个电动汽车充电站。2009年底，深圳另外两个电动汽车充电站大运中心站和和谐站分别投入运行。其中大运中心站配置了 6台快速充电机，服务对象广泛，可为小型汽车和公交车提供充电服务;和谐站配置了 3台快速充电机，可同时容纳6台电动小汽车。按照深圳市政府的规划，到2015年，深圳市将建设各类新能源汽车充电站(桩)12750个，其中，公交快、慢速充电站各25个，公务车充电桩2500个，社会公共慢速充电桩10000个，社会公共快速充电站200个。
（3）国内充电设施发展评价
“十二五”以来，我国充电基础设施发展取得了突破，积累了经验，为下一步发展奠定了基础。
①设施建设稳步推进。
为落实国家新能源汽车示范推广应用工作有关要求，各级政府和相关企业积极开展充电基础设施建设。建设主体呈现多元化发展态势，除部分大型央企外，地方国企、民营企业、外资企业也逐步参与到充电基础设施的建设。2009年10月28日，国内首座电动汽车充电站——上海漕溪电动汽车充电站通过验收。截至2014年底，全国共建成充换电站780座，交直流充电桩3.1万个，为超过12万辆电动汽车提供充换电服务。
②充电网络逐步形成。
结合新能源汽车示范推广，在深圳、杭州、合肥等地已建成较大规模的城市充电服务网络，在苏沪杭地区已初步建成城际充电服务网络，在京沪、京港澳、青银等高速公路沿线已基本建成省际充电服务网络。
③技术水平不断提高。
交直流充电桩、双向充放电机、电池快速更换系统等设备已实现国产化，无线充电、移动充电等新型充电技术已开展试点运营；充电基础设施监控、计量、计费及保护等技术日趋成熟；充电基础设施的信息化和自动化水平不断提高；充电基础设施与新能源、智能电网及智能交通等技术融合已开展试点应用。
④标准体系逐步完善。
我国已基本建立充电基础设施标准体系，包括术语、动力电池箱、充电系统及设备、充换电接口、换电系统及设备、充/换电站及服务网络、建设与运行、附加设备等8 个部分，约60 项标准，在国际标准制定中的影响力逐步增强。
论文作者:吴俊飞,俞伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签：电动汽车论文; 充电站论文; 设施论文; 汽车论文; 快速论文; 新能源论文; 电池论文; 《基层建设》2016年23期论文;