电动汽车充电站建设与运营的模式研究

刘鸿杰

摘 要：在未来的新能源汽车中，电动汽车是最具有发展前景的，它能够最大程度的对能源进行利用，同时还可以实现以电代油。相比传统汽车，它的噪音和废气排放也较少。若想实现电动汽车的持续稳定发展，电动汽车充电站是最基础的配套设施，它给电动汽车提供了能量补给；而在电动汽车充电站中，科学合理的运营模式是非常重要的。本文分析了电动汽车充电站的建设方案，并对充电站的运营模式进行了研究。

关键词：电动汽车；充电站建设；运营模式

中图分类号： TM910.6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-11-2

0 引言

近年来我国对于新能源汽车的发展十分的重视，尤其是对于电动汽车。电动汽车能够有效的降低废气排放、提高国家能源安全，并推动智能电网的发展。而在电动汽车充电站发展初期，科学合理的建设方案和运营模式是非常重要的，这些直接决定了电动汽车充电站是否能够持续稳定发展，对整个电动汽车产业的发展和国家能源战略目标的实现也会造成极大的影响。

1 电动汽车充电站的建设

电动汽车充电站的主要组成结构就是三台或以上电动汽车交流充电桩和非车载充电机，这些设备可以在充电过程中监控充电机、动力蓄电池，并为电动汽车提供充电和更换电池的服务。充电站中有四个系统，分别是充电系统、配电系统、电池调度系统和充电站监控系统，而计量功能、充电功能和监控功能是充电站的基本功能，具体可以细化为电力电池检测、动力电池更换和动力电池维护[1]。充电站不仅需要给电动汽车提供电源，还要对整个充电站进行监控，同时它需要行车道、监控室、供电设施、监控室等基础设施，在充电站的设计中必须考虑被充电车辆的停放和进出，部分采用电池更换模式的充电站需要给被充电车辆提供更换电池、存储的设备和场所。

1.1 电动汽车充电站施工原则

在对充电站进行总体设计时，需要融合当地区域的城镇规划和总体规划，还要能满足防火安全和环境保护的要求，对于周围的消防、防排洪、交通等公用设施，应当充分进行利用。充电站的建设首先需要选择合适的地点，不能选择交通繁忙路段和城市干道交叉路口，最好在靠近城市道路的地点进行施工，同时科学合理的设计防排洪设施、电源进出线走廊、进出站道路的位置也是非常重要的。在环境方面，充电站的建设不仅不能靠近那些具有潜在危险和多尘、有腐蚀性气体的地方，还不能靠近那些可能积水、地势低洼和高温或有剧烈运动的地方。

1.2 电动汽车充电站规模级别

电动汽车的充电站也有一到四级之分，一级充电站的动力蓄电池存储能力较大，一天能够为至少200台中大型的商用车提供充电或更换电池的服务；若是乘用车，一天至少可以给500台提供充电或更换电池服务。二级充电站相比一级充电站的电池存储能量较小，一天可以为100到200台大中型商用车提供更换电池和充电的服务，而对于乘用车，一天可以给200到500台提供充电或更换电池服务。三级充电站的电池存储能量则一天只能给40到100台大中型商用车提供更换电池或充电的服务，若是乘用车，则一天可以给100到200台进行更换电池或充电服务[2]。四级充电站的存储能量是最小，一天只能给40台大中型商用车提供更换电池或充电服务，或者一天可以给100台乘用车提供更换电池或充电服务。

1.3 电动汽车充电站监控系统建设

1.3.1 监控后台建设

两台工作站和一台服务器是充电站监控后台的主要组成结构，通常情况下，充电站监控后台的建设都是根据自身需要来选择服务器和监控工作站数量的，以太网络是连接系统内所有计算机的主要网络。配电系统和充电机数据的收集、处理和存储，监控配电系统和充电机的运行使充电站监控后台的主要工作任务。充电站不仅具有配电站监控SCADA功能，还有专门针对充电站系统的高级应用功能，例如智能负荷调控等。

1.3.2 配电系统监控建设

测控和保护是组成配电系统监控的两个部分，配电系统监控是实现配电系统监控和保护功能的主要方法，它利用充电站后台系统和通信管理机进行双向数据的交换。配电系统监控中的测控部分具有配电系统各间隔的电压电流等电气参数的遥测功能、重要开关的遥控功能和开关位置的遥信功能。除此以外，在0.4kV侧还配置了分段备自投装置，若是其中一路电源失电，备自投装置就可以快速的合上联络开关，有效的提高了充电站的供电可靠性。

1.3.3 安防监控系统建设

充电站的门禁、周界安全和门禁的监控，还有视频监控都是在安防系统内完成的，它主要利用通信管理机来获取充电机和配电系统监控的告警信息，给视频联动监控提供了数据依据。充电站的安防监控系统主要组成设备有红外报警器、监控屏柜、摄像机等。

2 电动汽车充电站的运营模式

2.1 整车充电模式

目前有很大一部分国家都在研究电动汽车充电站的整车充电模式。这种模式将电动汽车的电池和车辆视为了一个整体，生产成本较低、容量较大，充电较快、寿命较长的电池产品是它规模化发展的关键，很好的满足了人们的便捷性要求。这种模式共有两种类型，一种是常规充电，一种是快速充电。常规充电就是在蓄电池放电终止后进行充电，它的充电时间一般为五到八个小时，较长的能够达到十至二十个小时。虽然这种充电方式的时间较长，但充电器安装成本较低。这种充电方式比较适合市内环卫车、企业商务车和私家车等车辆。快速充电则是在电动汽车停车的二十分钟到两个小时内，给其提供短时的充电服务，这种方式可以大容量的充电和放电，便于人们的使用。这种充电方式适用于出租车和公交车等车辆[3]。而整个整车充电模式的运营需要政府部门、电动汽车制造商、电池生产商和能源供给企业、建站企业等部门的参与。首先需要能源供给企业支付一定的建站费用给建站企业来进行充电站的建设，完成充电站的建设之后，能源供给企业和充电站会在用户来充电站对电动汽车充电时收取一定的费用来实现自身的盈利。刷卡是整车充电管理和缴费的主要形式，能源供给企业会给用户提供统一的IC卡，电动汽车用户只需要使用能源供给企业提供的IC卡就可以进行汽车的充电缴费了。目前为止电动汽车的充电电价还没有统一的规定，一般按照其地区的商业用电其他类型进行费用收取。

2.2 更换电池模式

更换电池模式没有将电池和车辆视为一个整体考虑，而是将它们分开进行考虑。这种模式的主要思路是用户只需要购买汽车，电池的购买、充电和更换、管理等可以让专门的电池租赁公司负责，这样就可以为用户的能源供给提供方便。利用各个电池更换站集中对标准化的电池进行充电是它主要的运营模式，在用户需要能源供给时可以立即更换充好的电池，给用户的使用提供了很大便利。电池的更换、租赁和维护回收都在它的具体运营过程内。在电池的租赁方面，需要能源供给企业进行电池的购买，然后向建站企业支付一定的建站费用用于电池更换站的建设，电动汽车用户在完成汽车的购买之后可以前往电池更换站，首先办理相关的电池租赁手续，再支付一定的租金就可以直接使用电动汽车了。租赁手续和租金的具体数额由相关部门协商决定。在电池的使用过程中难免会有容量不均衡的现象出现，所以充电站建设中需要设置检测电池容量的设备，还有充放电维护的设备，一旦发现个别电动汽车的动力电池容量有了明显下降，就需要利用设备进行容量检测，对容量落后的电池进行多次充放电操作，使电池内的活性物质激活，从而有效的恢复电池容量。在电池的回收方面，电池租赁也有较大的好处，可以通过电池租赁的方式对电池进行再回收，不仅可以对废弃电池进行专业的处理，还可以使运营成本有效的降低，从而使系统综合成本得到下降。

3 结语

电动汽车有着零污染、零排放的特性，它是新能源中的绿色产品，有着非常广阔的发展前景。能源补给是保证电动汽车发展的重要前提，电动汽车充电站是电动汽车能源补给的基础设施，只有电动汽车充电站拥有良好的建设和运营模式，才能有效的促进电动汽车的发展。

参 考 文 献

[1] 周伟，施勇，杨帆，王文斌.电动汽车单相智能无损化充电系统研究[J].华东电力，2014（08）.

[2] 张曦予，李秋硕，陶顺，肖湘宁，赵炳强.电动公交车充电站功率需求影响因素分析及建模[J].现代电力，2014（01）.

[3] 葛文捷，黄梅，张维戈.电动汽车充电站经济运行分析[J].电工技术学报，2013（02）.