新能源汽车充电桩的开发应用探析

摘  要：新能源汽车是绿色交通的代表，和传统燃油车相比，具有能源节约、环保清洁等特点，而且其经济成本、环保成本相对较低，因此近几年里得到了推广应用。在此基础上，本文针对新能源汽车充电桩的开发应用展开分析，在简单了解新能源汽车充电桩的现状后，从充电桩类型出发，详细分析其中的充电技术和安装方式以及未来应用对策方式，以供参考。

关键词：新能源;汽车充电桩;电动汽车;充电技术

中图分类号：TM910.6    文献标识码：A       文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

国家科学技术、经济水平都在不断发展的过程中，传统的燃油汽车已经无法满足当前社会绿色发展的发展需求，新能源汽车应运而生，并且逐渐占领汽车市场。但是，充电桩的开发和应用无法跟上新能源汽车的发展步伐，加快新能源汽车充电桩的开发应用，是打造出绿色交通的关键，也是国家节能减排的重点措施，应该得到更加重视。

1新能源汽車充电桩现状

新能源汽车行业在国家出台减免购置税等优惠政策后，得到了进一步发展，产业规模日益扩大，根据有关数据显示，2018年新能源汽车的销量达到了180万辆，其中纯电动车占据了78.3%。虽然新能源汽车行业发展迅猛，但是充电设施建设相对滞后，目前全国范围内新能源汽车有500万辆，从目前情况来看，在2020年至少需要保证全国范围内有480万个分散式充电桩，才能够满足基本的充电需求。根据有关部门的统计，2019年底，全国公共充电基础设施只有45万个，私人充电基础设施95万个，相比较新能源汽车数量而言，充电需求无法得到满足，对新能源汽车行业的发展造成了严重的限制。不仅如此，充电设施的利用率较低、充电时间较长、充电桩的使用维护情况差等问题，都在无形之中增加了用户充电成本。最为主要的是，新能源汽车充电服务市场还需要得到进一步改善，充电桩的安全维护和后续运营问题也要得到解决，以此降低投资风险，让新能源汽车得到真正的发展。

2新能源汽车充电桩类型

在环境问题、能源问题愈发严重的今天，加强新能源汽车充电桩的开发和应用具有重要意义。新能源汽车的充电桩可以分为直流桩和交流桩两种，相比较而言，直流充电桩更加常见。直流充电桩主要可以分为单枪充电、双枪轮充、双枪同充、分体式充电桩群充等方式。其中新能源单枪充电桩的结构和操作最为简单，成本也相对较低，但也存在一定的问题，那就是这种充电桩只能够对大功率的新能源汽车进行充电，投入设备较大，而且充电限制较强。不仅如此，该种充电桩需要工作人员进行充电调度，对于一些小功率新能源汽车而言，十分浪费，必须要对单枪充电桩进行改造，后期的升级费用也非常高昂。而双枪轮充充电桩在一定程度上弥补了单枪充电桩的缺陷，虽然利用率有所提高，也不需要人工调度，但是无法同时进行充电，而且还会对电池寿命造成一定的负面影响。此外，双枪同充充电桩可以同时充电，利用率得到了明显提升，但车辆多的时候也需要人工进行干预调度。最为主要的是双枪同充充电桩属于固定功率，因此成本较高。而分体式充电桩群，通过动态充电结构，可以同时对多辆新能源汽车记性充电，但是无法对电功率进行分配。

综合上述几点信息情况来看，需要根据地区实际情况，有针对性的选择充电桩。以小区为例，如果小区内的新能源汽车数量较少，可以安装新能源充电桩的空间较小，就可以选择双枪同充充电桩，反之就可以安装分体式充电桩群。最为主要的是，可以通过小区内用电功率的科学分配，来保证充电桩的用电功率充足。在实际安装过程中要加强对充电桩的防护，避免雨雪、太阳暴晒等因素对设备造成的负面影响，并且对充电桩可以在结构、控制方面提出更高的要求[1]。

3新能源汽车充电桩技术

3.1充电装置

在电动汽车发展过程中，充电技术非常重要，智能化的快速充电对电动汽车产品而言具有非常重要的影响。蓄电池充电装置是目前最为常见的一种，借助电网的电力能源为汽车提供所需要的电能。新能源汽车在实际发展过程中，对充电装置有着较高的要求，不仅要保证充电快捷、高效，还要提高充电装置的智能型，在不需要过多人为干预的同时，完成充电过程。在充电过程中，选择经济性较强、价格低廉的充电设备，可以有效降低应用成本，提高行业的整体运行效益。从目前来看，只有提高运行效率，才能够降低汽车产品的能量效率。因此在实际发展过程中，可以选择非线性设备，但是这种设备会对电网和其他设备产生一定的谐波污染，而且功率因数较低，一旦负载增加，那么供电网将会承受非常严重的负面影响。在装置应用的过程中，可以根据能量转化存在的差异，选择接触式装置和感应式装置[2]。

3.2充电方式

从目前充电方式来看，恒定充电、恒压充电、脉冲快速充电都是目前采用的常见方法，用户在进行充电的过程中，可以根据实际情况，有针对性的选择充电方式和组合方式，现代智能储电池在实际充电过程中，可以设置不同的充电方式，如果在进行恒定充电的过程中，可以选择涓流充电、最小电流充电、标准充电、高速率充电等。相比较而言，恒压充电的时间较短，不需要调节电压，就可以进行补充充电，但是在充电过程中，会对极板产生一定的负面影响。相比较这两种充电方式，脉冲充电方式可以在短时间内实现大脉冲放电。通过这几种快速和常规的充电方式，可以看出不同的充电方式之间存在着不同的优缺点，需要结合实际情况进行具体选择，总的来说，直流快充技术最为便捷，也是目前的最优选择。

3.3充电设备

根据前文可知，充电桩具有直流充电桩、交流充电桩、交直一体充电桩三种类型，同时借助直流快充充电技术、电池更换技术、充电堆技术等让充电桩得到了进一步发展，能够高效快捷的完成充电任务。新型光伏充电桩的应用前景也非常广阔。快速直流充电桩有45-60kW功率，安装在电动汽车外部并连接到交流电网，为非车载动力电池电动汽车提供直流电源。一般来说，在30分钟内可以达到80%的电量，10分钟左右可以满足后续驾驶的要求，常见于高速公路、城市的主要停车场以及大型休闲娱乐场所的停车场附近等公共场所[3]。

充电桩的电池续航能力始终是新能源汽车充电的瓶颈问题，从目前情况来看，电池主要分为电化学能源转换和存储两大类，其中，纯电动车最低续航里程提高到了250km，其中电池能量密度提升到125Wh/kg，在电池材质、技术等方面要求更大突破，并且进一步提高电池能量密度，但从目前来看，电池能量密度和快速充电问题还没有得到根本上的解决。近几年来，网络技术不断发展，大数据、信息通信技术、物联网技术发展相融合。在这样的情况下，充电服务市场可以借助这一网络技术优势进一步完善服务消费和商品销售一体化。

3.4其他内容

由此可知，坚持绿色发展理念，创造出全新的充电电源，从而降低成本，为维护工作奠定良好的基础。比如：新型光伏充电桩。在此基础上，还需要依托国家电网，采用双向能量变换系统装置实现电动车与负载或者电网之间进行双向的能量交换，集储能削峰填谷實现电动车功率双向交换，最大程度减缓电动车充电过程中电网需要承担的压力和波动，电动车作为储能设备，也可以根据时段电价错峰给电网供电获取相关费用[4]。

4新能源汽车充电桩安装

在实际安装过程中，新能源汽车充电桩的安装过程也非常重要，直接关系到充电桩后续作用的发挥。首先，要保证汽车和充电桩之间能够留出足够的距离。充电桩安装在车的侧面时，不能够妨碍车门的开关，充电桩和新能源汽车的净距离不能够小于0.4m。如果充电桩安装在车的尾部时，充电桩和新能源汽车的净距离不能够小于0.5m。其次，在完成充电桩的安装后，要进行预留检修，并且对其充电桩进行预操作，避免充电桩存在技术故障，保证充电桩可以稳定运行。最后，充电桩要和地面建筑保证1m左右的距离，如果在小区内部进行安装，就需要和小区物业进行沟通，了解安装条件。只有确定具体的安装环境，才能够确保充电桩得到妥善应用。除了以上几点之外，在安装过程中可以选择挂壁式和立式充电桩，前者需要的空间较小、成本较低，但需要安装在布线墙壁上。立式充电桩额成本较高、占地面积大，但可以不受地区的限制。在安装过程中，要充分了解具体的的供电类型，普通居民用电是最为常见的供电方式，但是需要申请供电线路，得到审批后，才能够进行安装。

安装过程中充电桩周围环境也是要注意的一个方面，从而保证充电桩可以正常使用。比如：在安装充电桩的过程中，需选择安装位置，尽量选择无雨淋的位置，并且注意充电桩的使用安全。充电桩的质量也十分重要，定期对充电进行维护，及时发现其中存在的隐患，切实延长充电桩的使用寿命。

5新能源汽车充电桩发展

从目前实际情况可以看出目前充电桩安装的数量远低于新能源汽车，发展也较为落后，充电桩的建设已经成为困扰新能源汽车发展的关键。想要有效解决这一问题，就要对目前充电桩发展问题进行探索。

第一，探索出全新的发展模式。国际上充电桩的运营发展模式主要有三种，分别为：政府主导、以电网企业为主导以及以汽车厂商为主导的充电模式。中国充电桩基础设施不完善，相关标准依然在建立，市场发展也并不成熟，因此要采用综合运营方式，在政府主导的基础上，实现汽车厂商和电网企业相结合的运营模式，促进电动汽车发展。第二，建立完善的企业运营制度，及时开展维护管理。在充电桩安装设置完成后，还需要对其进行定期的维护和保养，及时发现其中存在的故障，及时维修。此外制定出完整的维修流程和奖惩措施，落实责任到具体工作人员，确保充电桩充分发挥出自身作用。第三，对车主进行充电培训，保证充电过程不会出现误操作。新能源汽车在完成汽车销售后，对车主进行不同类型的培训，确保车主可以安全的完成车辆充电工作，最大程度降低汽车的损坏率。第四，政府要将充电桩建设纳入到城市发展规划中，制定出相应的扶持政策，加大基础设置建设，为后续的发展奠定良好基础。

6结语

综上所述，新能源汽车拥有着良好的发展前景，是未来汽车行业中的方向，作为相关配套行业，充电桩也会得到快速发展。但在实际发展过程中，地方政府、有关部门要加强对充电桩的开发和应用保驾护航，切实发挥出充电桩的作用，配套新能源汽车得到更好的发展，真正做到物尽其用。未来，国家的扶持力度还会进一步加大，进一步加强对充电桩的研究和开发任重道远。

参考文献

[1]汪海，赵璟妮，汪明珠.新能源汽车充电桩的开发应用探析[J].湖北农机化，2020（01）：20.

[2]吴永富.新能源汽车充电桩选型以及安装研究[J].内燃机与配件，2019（24）：248-249.

[3]徐三桃.民用建筑地下车库充电桩配电策略探讨[J].中国建材科技，2019，28（02）：145-146.

[4]叶国骏.新能源汽车充电设施行业的现状和发展趋势[J].中外企业家，2019（11）：143-144.

收稿日期：2020-01-07

作者简介：顾晓燚（1991—），男，江苏南通人，本科，助理工程师，研究方向：汽车充电桩安装及维护及电气设备安装。