电动汽车充电站的优化布局方法分析

刘辉

摘 要：近年来电动汽车逐渐受到了人们的欢迎，市场的保有量在稳步提升，有必要加强电动汽车充电站的建设，保证电动汽车能够安全方便进行充电。电动汽车充电站的布点过程中会面临一定的困难，本文对电动汽车充电站的布局问题方面进行了分析。

关键词：电动汽车;充电站;布点;优化布局

1 引言

随着能源形势的日益严峻，发展新能源是今后能源行业的重要发展方向，采用电动汽车可以降低传统化石能源的消耗，目前国家也正大力推广充电站建设。但电动汽车充电站在推广的过程中可能会面临一定的困难，由于对充电车的认知度低，不太愿意接受充电车，但社会趋势是要用充电车取代燃油车，因此需要分析电动汽车充电站的布点选择及管理。

2 电动汽车充电站发展的背景

随着传统化石能源的形势日益严峻，发展电动汽车产业是今后重要的发展趋势，目前已经有较大规模的电动汽车充电站投入到实际的运行中。随着电动汽车迅猛发展，建设充电站将具有较大的市场[1]。在对电动汽车充电站的布局方面，可以根据当地的电动汽车的实际情况，综合考虑确定电动汽车充电站的具体布局。在高速公路、停车场等地方，都可以配套建设一定规模的电动汽车充电站，满足电动汽车用户对充电的需求。在建设电动汽车充电站时，需要考虑的因素较多，包括当地的土地资源、线路的容量和电动汽车的充电需求等，这需要城市规划部门、交通部门以及供电企业共同加以协调解决。

3 电动汽车充电站

3.1 电动汽车充电站的特点

随着电动汽车的快速发展，需要建设一定量配套的电动汽车充电站，以满足电动汽车在日常行驶过程中的充电要求。建设电动汽车充电站时，应提供不同的充电方式和充电接口，满足不同类型的电动汽车的充电需求。一般而言，按照充电方式的不同，可以将电动汽车分为交流充电站、直流充电站。对于交流充电站，其充电的速度相当较慢，但也具有一定的优点，如占地面积小，布点灵活等，故在某些特定的场合也具有较大的应用和推广空间。同时，交流充电站能够应用在企事业单位、居民小区等场所。对于直流充电站，其充电速度较快，输出的功率也较大，可以建设在购物中心、游览区等区域。在建设电动汽车充电站时，应考虑到后期电动汽车充电桩的运维人员的方便性，不应造成导致难以维护和改造的问题[2]。对于电动汽车充电桩的用电电价问题，应建立一套专门针对电动汽车用电的电价体系，和一般的居民电价和工业电价应有所不同。

同时，规模较大的电动汽车同时并入电网，也会对电网企业带来较大的影响，故合理布局电动汽车充电站具有重要的意义。在电动汽车充电行为方面，电动汽车用户一般可以分为有序充电模式和无序充电模式等。如果采用有序充电模式，则对电网所产生的影响较小，但需要依靠电价等配套政策的鼓励。如果是无序充电模式，则会对电网产生较大的影响，在对电动汽车充电站的布局过程中，对此应在优化规划模型中加以考虑。随着私家车保有量大幅提高，石油消耗量不断增加，能源短缺的现象逐步凸显，新能源替代的重要性日益显现。目前电动汽车的研究趋进成熟，电动汽车需要使用动力电池提供驱动的能量，其中涉及到动力电池的充电技术，通常采用大电流和大电压充电方式。充电连接器要求耐高压，且插头查到一定位置方能开始充电，但现有的充电连接器操作不便、连接可靠性差，需要加强电动汽车充电连接器的设计。

3.2 电动汽车充电连接器

发展电动汽车产业是今后汽车行业的重要趋势，应加强对电动汽车充电连接器的结构设计，提高电动汽车充电连接器的性能。对于电动汽车充电连接器，应保证其密封性强、安全系数高、使用方便，电动汽车充电连接器主要包括插頭本体，用于与插头本体配合的插头盖，其中插头本体上设有防滑装置，插头本体与插头盖的配合处设有密封圈，插头盖设有用于与密封圈配合的密封槽，插头盖上设有斜拉坡，插头盖上靠近斜拉坡端面设有配合环，插头本体上设有开关，插头盖上设有一体成型的拴住绳，拴住绳的末端设有拴住环，插头本体上设有用于与拴住环配合的拴住孔，拴住环形状为圆形或工字形状。

3.3 电动汽车充电连接器的结构

目前市场上用的电动汽车的充电连接器由于它的密封性不够好，使用的时候容易造成密封条在装置内部被扭曲使得无法再插拔使用，从而也会造成更多的的触电事故，安全系数低;在插拔使用过程中很容易手滑，造成使用不方便。对于电动汽车充电连接器的结构，包括枪体、充电插头、连杆和拉杆，充电插头设于枪体的一端，枪体下方设有锁杆，锁杆的一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与拉杆的中部连接，拉杆的一端铰接于枪体上。

通过对电动汽车充电连接器的结构进行改进和优化设计，可以提高电动汽车充电连接器的性能。具体的方法为在插头本体与插头盖的配合处设有密封圈，插头盖设有用于与密封圈配合的密封槽，使得密封效果好，使用安全性强;在插头本体上设有防滑装置[2]，插拔的时候不容易手滑，使用方便;在插头盖上设有斜拉坡，方便使用，容易把插头盖从插头本体中拔出;在插头本体上设有开关，使得使用更加安全;在插头盖上设有一体成型的拴住绳，拴住绳的末端设有拴住环，插头本体上设有用于与拴住环配合的拴住孔，使得使用过程中插头盖不会轻易从插头本体上脱掉。

4 电动汽车充电站的优化布局及布点选择

4.1 电动汽车充电站的优化布局

对电动汽车充电站进行布点，对于推广电动汽车充电站的建设具有重要的意义。充电站的建设在布点上面临的困难主要有以下问题，首先是布点合理性的选择方面，重点应确定选在什么样的点建设电动汽车充电站，另外现在都是寸土寸金，如何选择充电站布点涉及到的土地使用协调。

对于电动汽车充电站的建设地点选择，应以满足电动汽车消费者的需求为主，建设数量合理的电动汽车充电站。其次，在停车场区域内可以按照一个车位一个桩的方式进行建设，在商场等区域应建设快速充电站，给消费者带来较大的便利性[3]。最后，对于高速公路区域，可以充分利用高速公路上的光伏发电系统，通过光伏对电动汽车充电站进行充电，这样也可以提高光伏发电系统的电能利用效率，但需要在技术层面上加以创新。随着技术的不断发展，电动汽车充电站的技术体系也将会更加完善，更好地给电动汽车用户带来方便和快捷。

4.2 电动汽车充电站的优化规划

充电站的总体规划应考虑到当地对土地的规划，相互之间应协调，并满足公用设施的建设要求。对电动汽车充电站进行布点，需要充分考虑到土地使用方面的问题，防止出现因土地使用方面的纠纷情况发生。在建设电动汽车充电站之前，需要对电动汽车充电站建设的土地性质进行核查，是否满足电动汽车充电站的建设施工条件。如果不满足电动汽车的建设条件，则应该考虑更换电动汽车的建设地点。对于具体的电动汽车优化规划模型，可以建立以电动汽车建设投资成本最小为目标的优化模型，以线路的容量、电动汽车的数量等为约束条件，通过采用优化算法求解所建立的模型，得到具体的电动汽车充电桩的布局方案。

4.3 电动汽车充电桩的管理

对于电动汽车充电桩的管理，主要有电动汽车充电桩设备被破坏的隐患，以及电动汽车充电桩的使用者发生触电的隐患，如果对电动汽车充电桩在使用过程中存在的安全隐患处理不到位的话，则有可能会限制电动汽车充电桩建设的布点，并在一定程度上限制电动汽车充电桩在县级区域内的推广使用。

随着电动汽车充电桩的普及，给电动汽车消费者增加了很多便利，可是在使用的过程中也出现了一些问题。其中最重要的一项，就是需要充电桩的输出参数必须与电动车的电池参数匹配才能使用。电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，可以對电池内部的状态进行估算和监控[3]。这些标准要求主要是基于电动汽车性能给出的，而充电装置的匹配，出厂时也只是对原装充电器进行了调校，市面上充电装置并不会针对某一款车型进行特定的适配。可是由于电动汽车的电池比较难更换，现在很多人都选择充电桩进行充电。而充电桩的充电模式分为快充和慢充，快充一般使用直流电，慢充使用交流电。虽然未来使用统一接口标准是一种趋势，但是目前市面上并没有统一的充电设施标准。

此外，在对电动汽车充电桩进行管理的过程中，还应加强对电动汽车充电桩自身的管理，当电动汽车充电桩出现漏电或者绝缘系统受损的安全隐患时，应该能够及时采取相应的措施加以解决。目前我国充电桩市场发展虽然存在一些阻碍性的问题，但随着新能源汽车的发展以及各方的努力，未来几年，市场份额将逐渐增大，充电桩问题也会逐渐受到大家的重视。充电站应为电动汽车动力蓄电池提供安全的充电场所，在充电过程中监控充电设备及被充电动力蓄电池，以保证电能安全地从充电机传输给动力蓄电池。即使在正常使用中有些疏忽，也不应给周围的环境和人带来危险。

5 结论

本文对电动汽车充电站的优化布局方法进行了分析，包括电动汽车充电桩在建设过程中需要考虑到的多种不同类型的因素。随着电动汽车投入市场的规模不断变大，今后电动汽车充电站的建设规模也将变大，应对电动汽车充电站进行合理优化布局。

参考文献：

[1]薛松，姚阳，蔡嘉隽，等.电动汽车充电站的选址和定容问题探究[J].产业与科技论坛，2017，16（18）：57-58.

[2]薛冰，蔡磊，王鹏，等.电动汽车智能充电站管理方案[J].低碳世界，2016（9）：221-222.

[3]吕海博，郭旗，刘国峰.电动汽车充电站信息维护管理系统的设计与应用[J].供用电，2018，35（3）：86-92.