电动汽车充换电服务苏沪杭城际互联网研究与建设

寿江云，王文华

（嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314000）

随着各国能源发展战略的调整，发展以电动汽车为主的未来新能源汽车成为各国能源和环保政策的重点方向之一。国内国外对新能源汽车的发展前景、电动汽车的充电模式的讨论相当激烈。电动汽车对能源政策的支持是“画饼充饥”式的一厢情愿还是应运而生的“雨后春笋”，还有待于成熟市场一定时期运作后的考证，可以肯定的是，还处于萌芽阶段的电动汽车市场的发展亟需政策的支持、技术的支撑。为此，国家电网公司以“科学发展、适度前瞻”为原则，经过多年的研究、论证与实践，确定了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的智能充换电服务网络运营模式。国家电网公司“十二五”电动汽车智能充换电服务网络发展规划中明确，要大力推动长三角地区电动汽车城际互联。

1 嘉兴市电动汽车充换电设施建设规划

1.1 嘉兴市地理和交通位置

嘉兴市位于浙江省东北部、长江三角洲南翼的杭嘉湖平原腹地，是沪杭、苏杭高速公路交通枢纽。改革开放以来，嘉兴经济社会事业蓬勃发展，具有良好的经济发展条件和投资环境，区位优势得天独厚。铁路、公路、水路、港口齐全，为浙北交通枢纽。拥有完善的公路交通网络，沪杭高速、乍嘉苏高速、G320国道、S01省道等公路构成的公路网络完全可以和发达国家相媲美；杭州湾跨海大桥、申嘉湖高速、杭浦高速以及将要建设的沪杭高速铁路、沪杭轻轨等，使嘉兴和上海、杭州、宁波等大城市构筑起同城概念，因此被列为国家电网公司电动汽车智能充换电服务网络苏沪杭城际互联网的主要城市之一。

1.2 嘉兴市电动汽车保有量预测

嘉兴市政府委托嘉兴电力局编制了《嘉兴市“十二五”电动汽车充换电设施建设规划》。该规划依据国家电网公司“换电为主、插充为辅，集中充电、统一配送“的电能供给模式，采用“弹性系数法”和“每万人拥有量法”分别对“十二五”期间嘉兴市汽车保有量进行了预测分析。分析结果显示，至2015年底嘉兴市汽车保有量为55万～60万辆，2020年将达到80万～90万辆。以此为基础，电动汽车按每年近似1个百分点的比例增长，预计2015年将达到3万辆，2020年将达到或超过9万辆。

1.3 嘉兴市充换电设施建设计划

根据全市电动汽车保有量和充换电需求预测，“十二五”期间规划在嘉兴城区和周边各县（市）建成集中充电站1座、充换电站12座、配送站46座、公交车专用充电站4座，在居民小区、停车场、商场、电影院等公共场所设立180套充电桩，其中，2011年将建设充换电站1座，配送站8座。表1是嘉兴市电动汽车充电设施新增需求。

1.4 苏沪杭城际互联网建设计划

目前在苏沪杭城际互联高速公路网中，主干高速通道有6条：分别为沪昆高速（G60，上海—昆明，其中上海—杭州段又称为沪杭高速）、沪蓉高速（G42，上海—成都，其中上海—南京段又称为沪宁高速）、沈海高速（G15，沈阳—海口）、常台高速（G15W，常熟—台州）、杭洲湾环线高速（G92,其中乍浦—绕城东枢纽段又称为杭浦高速）、申嘉湖高速（上海—嘉兴—湖州，申嘉湖高速上海段编号S32，申嘉湖高速浙江段编号S12）。上述高速公路沿线城市较为密集，城际之间公务用车比较频繁，民众的综合消费水平也较高，利用私家车出行、旅游较为普遍。考虑到车流量、路段长度和服务区建设现状，宜选择上述高速公路作为苏沪杭城际互联的实施重点。

表1 嘉兴市电动汽车充电设施逐年新增需求分析 座

根据建设原则和苏沪杭城际互联现状，“十二五”期间在苏沪杭6条高速公路的服务区内共计划建设11对充换电站，具体分布见表2。

2 嘉兴智能充换电服务网络建设情况

嘉兴市电动汽车充换电设施建设起步于2010年。2010年4月19日，浙江省电力公司与嘉兴市人民政府签订了《关于共同推动电动汽车充电设施系统建设合作框架协议》。根据协议，双方在建设电动汽车充电设施、扶持充电设施系统运营和推动电动汽车产业发展3个方面进行广泛深入的合作。2010年，55个充电桩首次在嘉兴各县（市、区）亮相。

2.1 智能充换电服务城际互联网建设总体目标

以国家电网公司“十二五”电动汽车智能充换电服务网络发展规划为指导，依托苏沪杭之间高速公路配套基础设施，按照“换充为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的运营模式，建设具有信息化、自动化、网络化特征的智能充换电服务城际互联网络。2011年年底前，确保苏沪杭之间实现互联互通，满足乘用车用户在苏沪杭地区城际自由行驶的要求。到“十二五”期末，为电动汽车用户提供跨区域的同网、同质、同价的优质充换电服务。

2.2 智能充换电服务城际互联网建设原则

表2 苏沪杭高速公路服务区充换电站建设计划

2.2.1 统一规划，分步实施

统筹考虑苏沪杭3个城市之间高速公路收费站、服务区等配套设施情况，做到统一规划，统一设计。同时，电动汽车的城际互联需求是一个逐步增长过程，应结合当前重点与未来趋势，按照分步实施原则，合理规划互联通道建设时序和建设规模，既满足当前实际，又兼顾未来发展需要，做到远近结合，经济高效。

2.2.2 立足实际，适度超前

高度重视充换电基础设施在电动汽车产业发展中的优先原则和基础性作用，在公司已有运营实践基础上，适度超前建设苏沪杭电动汽车城际互联网络。通过城际互联工程建设，为电动汽车在以上地区的跨城际交通创造条件，加强与各利益相关方合作，引领和推动苏沪杭地区电动汽车产业的发展，发挥重要示范作用。

2.2.3 合理布局，便捷经济

遵循便捷经济原则，结合电动汽车当前续航里程条件，合理确定苏沪杭城际互联服务网点间距与充换电站类型。在高速公路的出入口附近建设充换电站，实现高速通道与市区网络的有效衔接，提高用户便捷性。尽量利用现有高速公路的服务区、收费站、停车场等配套设施，降低初期建设费用，缩短建设周期。结合道路实际情况以及周边电网分布等情况，合理确定充换电站类型以及外电源接入方案。

2.2.4 统一标准，加快建设

苏沪杭城际互联作为长三角区域首个电动汽车跨省互联工程，具有重要的示范意义。在浙江省公司已有建设运营实践基础上，统一实施方案，统一建设标准，统一运营模式，统一标识展现，科学设计，加快建设，将苏沪杭城际互联工程建成可推广应用的标准化示范工程，为加快推动长三角区域的城际互联工程建设打下坚实基础。

2.3 高速公路服务区充换电站技术方案

跨区域联网的节点在于各高速公路服务区。一个服务区按双向建一对充换电站。每座充换电站占地350 m2左右，站内设置移动充电仓和移动电池仓各3个，电池取放系统1套，叉车和转运小车各1辆，可同时容纳120组电池充换，满足40辆汽车的同时换电需求。站内建设通信系统和监控系统，采用光纤通信方式，采用全省统一的运营管理系统，能跨省结算。

2.4 充换电站建设概况

为确保充换电设施建设工作顺利完成，嘉兴电力局专门成立了电动汽车充电设施建设领导小组，负责协调与保障项目所需资源，负责决策项目实施的重大事项，协调和解决建设运行过程中出现的各种问题。建立工程实施周例会制度，加强工程协调，千方百计缩短项目建设工程在项目前期、查勘设计、方案审查环节的时间，加快高速公路配送站建设进度。落实项目招投标制，按充换电设备、钢结构棚、土建施工和配电设备等分类进行招投标工作。严把施工单位资质关，对施工单位实行合同管理制，严格履行开工手续。加强施工现场的安全监督与管理，落实安全责任制，杜绝各类人身和设备事故，确保规范、安全、有序的完成建设任务。

2011年5月，嘉兴率先完成苏沪杭城际互联网络重要节点——沪杭高速嘉兴服务区充换电站建设。

2.5 智能充换电服务城际互联网试运行情况

2012年2月份，在华东电网的统一组织下，浙江、上海、江苏电力公司对苏沪杭充换电网络开展了试运行，共投入4辆车在5对城际充换电站间进行试运行，分别为枫泾、嘉兴、新塍、白洋湖、阳澄湖充换电站,累计完成40车次试运行，累计行驶里程9 860 km，日均约980 km；累计换电次数达149次，平均换电时间为5～10 min。在整个运行过程中，电动汽车和充电电池运作正常，基本实现苏沪杭三地的城际互联。

3 电动汽车智能充换电服务网络建设相关建议

3.1 制约电动汽车推广使用的因素

电动汽车产业目前正处于高速发展阶段，但是客观上讲，目前电动汽车的普及正处于萌芽阶段，仅有少部分城市，如：青岛和杭州，分别进行了电动公交车和电动出租车的试点以及示范化推广，而自用乘用车的市场占有率极低。

这受制于多方面的因素，其中包括：电动汽车售价普遍偏高，购买者对于其性价比持一定的悲观态度；电动汽车以及动力电池的安全性能有待验证；电动汽车尚处于示范研究阶段，面世待售的车辆仅占少数；动力电池的性能，如：能量密度、续航里程、使用寿命等，都有待进一步提升；充换电服务网络的建设尚不能满足电动汽车的大规模普及。

3.2 加快推进电动汽车产业发展的相关建议

3.2.1 探索完善商业运营模式

服务区充换电站委托运营模式已在嘉兴市试行，随着高速公路服务区充换电站陆续建成，为避免出现各充换电站各自为政，管理要求和标准不一的局面，更高层次的经营管理主体仍需建立。为此还要积极争取政府和各方面支持，寻求建立完善适合当地实际情况的充换电业务商业经营体系。同时，不同区域、省市之间电池资产的相互流通与结算方式还需进一步明确。由于地域经济发展水平差异，不同区域、省市之间价格体系不统一，电池资产归属各不相同，造成各区域之间电池资产的相互流通与结算难以解决。需要统一开发国家级的运营管理系统，开放各省市运营系统互联接口，实现充换电业务的跨省互联。

3.2.2 加强动力电池研究

我国的电动汽车虽已具备一定的研发和产业化基础，但是汽车及核心零部件技术还有待于进一步突破，其中蓄电池储能系统始终是推广普及电动汽车的技术瓶颈。一是续航能力还未达到汽车使用者的预期，一组动力电池的续航能力与一箱汽油相差太远；二是电池的安全性问题。给电池充电是个化学反应过程，其生命周期必然大大小于油箱，一般不超过5年，而且随充电次数增加性能逐渐下降。现市场上大容量锂电池价格不菲，一辆普通乘用车需配置4箱电池约8万元，这不论对于购车者还是电池租凭经营商都是一笔不小的成本开支。

3.2.3 加大电动汽车宣传

电动汽车的推广应用是涉及千家万户的事情，大部分市民对电动汽车的认识还处于比较模糊的状态，随着充电站的相继建成，供电企业应加大对电动汽车的宣传力度，在营业场所设立的电动汽车宣传展示区，制作发放宣传手册。同时主动与新闻媒体合作，做好新闻策划，提高市民对电动汽车的认识，才能加快推进电动汽车的推广，只有电动汽车普及了，我们着力建设的充换电服务网络才能发挥出应有的经济效益和社会效益。同时，各地政府应加大政策的鼓励和支持，不能要求普通消费者为了节能环保而多花钱去购买电动汽车。

3.2.4 建立完善充电设施布局规划长效管理机制

加强充换电设施建设，首先要对充电设施布局作科学规划，争取和保护实施规划所需的站址和线路走廊等空间资源，加快建立和完善电动汽车充电设施布局规划长效管理机制，统筹协调电动汽车发展所需的空间资源，有效实现电动汽车充电设施规划与当地国民经济发展规划、城乡总体规划和土地利用总体规划的衔接，实现智能充换电服务网络与智能电网的协调发展。